Open Access

Meike Pfeiffer

• Der Plexus tympanicus ist ein komplex aufgebautes Nervengeflecht in der Mukosa des Mittelohrs. Aus anatomischen Studien ist bekannt, dass zuführende und wegführende Verbindungen unterschiedlichen Hirnnerven und sympathischen Bahnen angehören. Insbesondere werden parasympathische und sympathische Innervationssysteme beschrieben und damit stellt der Plexus tympanicus einen Plexus des vegetativen Nervensystems dar. Bisher fehlen detaillierte Analysen über die Chemoarchitektur dieses Plexus. In der vorliegenden Studie soll das Vorhandensein unterschiedlicher Neurotransmitter und -peptide untersucht werden, um Vorstellungen über die Funktion dieses komplexen Geflechts zu entwickeln. Es wurden immuncytochemische Färbungen an sechs Parallelserien von Kryostatschnitten durchgeführt. Dabei wurden Primärantikörper benutzt, die gegen Cholinacetyltransferase (ChAT), Dopamin-β-Hydroxylase (DBH), Substanz P (SP), Vasoaktives intestinales Peptid (VIP) und Neuropeptid Y (NPY) gerichtet waren. Dadurch konnten sympathische Nervenfasern durch den Nachweis von DBH als Leitenzym für die Noradrenalinsynthese analysiert werden; parasympathische Strukturen konnten durch Anti-ChAT-AK, das Leitenzym für die Acetylcholinsynthese, differenziert werden. Alle genannten Neurotransmitter und -peptide konnten in den Mittelohrschnitten nachgewiesen werden. Dabei wurden sie in folgenden Lokalisationen gefunden: VIP wurde vor allem in perikapillären Boutons und Gefäßwänden im gesamten Ohrbereich sowie basal im Drüsenbereich des Meatus acusticus externus nachgewiesen. In der Mittelohrschleimhaut war VIP weit verbreitet und gerade im Bereich des Promotoriums waren einzelne Zellen intensiv angefärbt, die Zeichen sekretorischer Aktivität trugen. SP wurde vor allem in netzartigen um Gefäße gelagerten Fasern und in beaded Nervenfasern in der Mittelohrschleimhaut gefunden. Auch im Bereich der Drüsen, vor allem an Talgdrüsen des äußeren Gehörgangs, wurde SP nachgewiesen. NPY-IR zeigte sich in Geflechten um große Gefäße, an motorischen Endplatten der benachbarten Muskulatur, in der Mittelohrschleimhaut, in Nervenstämmen, Ganglien des Mittelohrbereichs und weniger dicht an Drüsen. ChAT-ir Strukturen sind direkt auf dem Knochen aufliegend in der Mittelohrschleimhaut, gefäßbegleitend an motorischen Endplatten und basal an Drüsenzellen vorhanden. ChAT-ir Nervenzellperikaryen wurden in großer Zahl in Ganglien gefunden, außerdem waren die Nerven allgemein leicht positiv. DBH-ir Strukturen wurden zwischen den Drüsen, in den Gefäßwänden der Arterien im Mittelohrbereich und in Nervenstämmen nachgewiesen. Einige DBH-ir Nervenzellperikaryen befanden sich in den Ganglien innerhalb des Mittelohrbereichs und der zuführenden Hirnnerven. Auch in der Mittelohrschleimhaut wurden Perikaryen, teilweise ganglienartig organisiert, gefunden. In verschiedenen Strukturen im Innenohrbereich konnten alle Neurotransmitter und -peptide in unterschiedlich starker Tingierung nachgewiesen werden. Anhand des Verteilungsmuster lassen sich Kolokalisationen der Neuropeptide mit noradrenergen und cholinergen Neuronen vermuten, die bereits in anderen Studien für verschiedene Komponenten des vegetativen Nervensystems beschrieben wurden. Anhand der vorliegenden Analysen wurden Lokalisationsübereinstimmungen von ChAT und VIP, ChAT und SP und DBH und NPY gefunden. Diese Studie soll als Grundlage für weitere Untersuchungen dienen. Insbesondere für das Verständnis von Funktionen und Pathologien des Nervengeflechts bedarf es weiterer Forschung. Die vorliegende Arbeit weist eindeutig nach, dass der Plexus tympanicus ein integratives System darstellt, das im Gegensatz zu früheren Vorstellungen einer reinen Durchgangsorganisation alle Voraussetzungen für ein Kontrollsystem erfüllt.
• The tympanic plexus is a nervous network located in the mucosa of the tympanic cavity. It is formed by nerve fibers of cranial nerves and sympathetic branches originating in the superior cervical ganglia. The structure of the tympanic plexus is complex and highly variable. According to various studies, the tympanic plexus is composed of parasympathetic and sympathetic components and, therefore, represents a plexus of the vegetative nervous system. So far, detailed analyses of the chemoarchitecture of this plexus are missing. In the present study, the occurence and location of different neurotransmitters and peptides were analysed in order to develop concepts on the function of this complex network. Primary antibodies directed against choline acetyltransferase (ChAT), dopamine-β-hydroxylase (DBH), substance P (SP), vasoactive intestinal polypeptide (VIP) and neuropeptide Y (NPY) were used for immunocytochemical stainings of six parallel series of cryostat sections. DBH is the lead enzyme for noradrenaline synthesis and allows the detection of sympathetic nerve fibers; parasympathetic nerve fibers could be stained with antibodies directed against ChAT which acts as the leading enzyme for acetylcholine synthesis. The neurotransmitters and peptides were found in the following locations of the middle ear: VIP immunoreactivity was demonstrated in pericapillary boutons and in walls of blood vessels in the entire region of the ear and on the basal side of the glands of the external auditory meatus. Furthermore, VIP was found most abundantly in the mucosa of the promontory of the middle ear. Some single cells were intensely stained and their appearance suggests secretory activity. SP containing fibers were mainly found in fibers reticularly arranged around blood vessels and in beaded nerve fibers located in the middle ear mucosa. SP immunoreactivity was also detected in the area of the glands, especially on the sebaceous glands of the external auditory meatus. NPY immunoreactive structures were found around large blood vessels, in the middle ear mucosa, in trunks of major nerves and in several ganglia. ChAT immunoreactive formations are located attached to the bone in the mucosa of the middle ear and basally of glandular cells. Immunohistochemical staining with anti-ChAT-antibodies generally marked nerve structures slightly positive. ChAT immunoreactive nerve cell perikarya were found in large numbers in ganglia within and outside of the tympanic plexus. DBH immunoreactive structures have been detected between the glands, in the arterial walls, in nerve trunks and various ganglia. Perikarya with DBH immunoreactivity were located in the middle ear mucosa, some of them organized in ganglia. All neurotransmitters and peptides investigated could be detected in various structures of the inner ear with varying abundance of staining. Colocalizations of neuropeptides within noradrenergic and cholinergic neurons have already been described. Based on the distribution pattern in the present study, colocalizations of ChAT and VIP, ChAT and SP and DBH and NPY can be assumed. The results of this study may be used as a basis for further research on the functions and pathologies of the tympanic plexus. The present work clearly demonstrates that the tympanic plexus serves for more than just a passage of nerves. It is rather an integrative system which fulfills all requirements for a complex control system.