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B978-3-437-44417-3.00003-6

10.1016/B978-3-437-44417-3.00003-6

978-3-437-44417-3

Abb. 3.1

[L234]

SchluckkortexSchluckkortex und kortikobulbäre Kortikobulbäre BahnenBahnen.

Links oben: Vordere Insel (orange) der rechten Großhirnhemisphäre. Rechts oben: Frontoparietales Operkulum (orange) der linken Hemisphäre. Von diesen kortikalen Schluckarealen projizieren kortikobulbäre Fasern (gekreuzt und ungekreuzt) zu Hirnstammkernen, in diesem horizontalen Schnitt durch die Medulla oblongata zum Nucleus ambiguus (Abb. 3.6)

Abb. 3.2

[T545]

a Bilaterale Mediainfarkte der vorderen Insel und des frontoparietalen Operkulums (Pfeile) im kranialen Computertomogramm (CT); klinisch bestand ein vorderes bilaterales Operkulumsyndrom (Foix-Chavany-Marie-Syndrom). b T2-gewichtetes kraniales MRT eines Patienten mit bilateralen Endstrominfarkten im Bereich der kortikobulbären Fasern (Pfeile); klinisch bestand eine Pseudobulbärparalyse; die großen Pfeilspitzen zeigen auf ausgeprägte periventrikuläre Marklagerveränderungen, insbesondere in der Umgebung der Hinterhörner der Seitenventrikel (Der Patient weist die erbliche Arterienfehlbildung CADASIL auf; Kap. 4.2.1)

Abb. 3.3

[T545]

Dorsolateraler Infarkt der Medulla oblongata mit resultierendem Wallenberg-Syndrom (T2-gewichtetes MRT). Links horizontale, rechts koronare Schnittführung (die Pfeile zeigen jeweils auf den linksseitigen Infarkt). Wie man auf dem rechten Bild erkennt, liegt der Infarkt im obersten Bereich der Medulla oblongata (am Übergang zur Brücke)

Abb. 3.4

[T545]

Kleiner linksseitiger Infarkt der Medulla oblongata mit resultierendem Avellis-Syndrom (T2-gewichtetes MRT in horizontaler Schnittführung)

Abb. 3.5

[T545]

T1-gewichtete kraniale MRT-Aufnahmen eines Patienten mit einem Tumor der hinteren Schädelgrube vor und nach operativer Entfernung. Links ist bei sagittaler Schnittführung der Tumor zu erkennen (Pfeil). Rechts oben zeigt sich einige Tage postoperativ ein hyperintenses (helles) Areal, das einer kleinen Blutung im oberen Bereich der hinteren Medulla oblongata entspricht (Pfeil). Rechts unten lässt sich bei horizontaler Schnittführung erkennen, dass die Blutung beide Seiten der Medulla oblongata betrifft (Pfeile)

Abb. 3.6

[L234]

Horizontaler Schnitt durch die obere Medulla oblongata des Menschen. Rechte Bildhälfte (linke Medulla oblongata): Schluckrelevante Hirnnervenkerne (beschriftet, verschiedene Farben) sowie Areal der Formatio reticularis (FR). Linke Bildhälfte (rechte Medulla oblongata): Rot gestricheltes, rundes Areal = Infarkt bei Wallenberg-Syndrom; rot gepunktetes, ovales Areal = Infarkt bei Avellis-Syndrom; durchgezogen rotes, unregelmäßig begrenztes Areal im hinteren Bereich der Medulla oblongata beidseits = Läsion, wie sie nach Operation von Tumoren der hinteren Schädelgrube vorkommen kann. Die vermutliche Lage der dorsomedialen und ventrolateralen Central Pattern Generators ist beidseits durch rote Scheiben gekennzeichnet (im linken Teil der Abbildung beschriftet)

Abb. 3.7

[T545]

Lage der wichtigsten schluckrelevanten Hirnstammkerne (sagittale Schnittführung).

a Motorische Kerne (rot), b Sensible/sensorische Kerne (blau)

Innervation der an der oralen Phase beteiligten Muskeln

Tab. 3.1
Muskel Nerv Hirnstammkern Hauptfunktion
Gesichtsmuskulatur:
  • M. levator labii superioris

  • M. levator labii superioris alaeque nasi

  • M. zygomaticus major

  • M. zygomaticus minor

  • M. risorius

  • M. depressor labii inferioris

  • M. depressor anguli oris

  • M. orbicularis oris

  • M. buccinator

  • Platysma

N. facialis Nucleus n. facialis (Pons) Lippenbewegung, Lippenschluss, Wangentonisierung (M. buccinator), Kieferöffnung (Platysma)
M. temporalis N. trigeminus Nucleus motorius n. trigemini (Pons) „Zubeißmuskel“
M. masseter N. trigeminus Kaumuskel
M. pterygoideus medialis N. trigeminus Kaumuskel
M. pterygoideus lateralis N. trigeminus Kieferöffnung
Intrinsische Zungenmuskulatur (Binnenmuskulatur der Zunge) N. hypoglossus Nucleus n. hypoglossi (Medulla oblongata) Formveränderung der Zunge
Extrinsische Zungenmuskulatur (Außenmuskulatur der Zunge): N. hypoglossus Zungenbewegung nach:
  • M. genioglossus

  • Vorn und unten

  • M. styloglossus

  • Hinten und oben

  • M. hyoglossus

  • Unten und hinten

Innervation der an der pharyngealen Phase beteiligten Muskeln

Tab. 3.2
Muskeln der pharyngealen Phase
Muskel Nerv(engeflecht) Hirnnervenkern Hauptfunktion
M. mylohyoideus N. trigeminus Nucleus motorius n. trigemini (Pons) Hyoid-Larynx-Elevation
M. digastricus ant. N. trigeminus
M. tensor veli palatini N. trigeminus Abdichtung Nasopharynx
M. geniohyoideus N. hypoglossus Nucleus n. hypoglossi (Medulla oblongata) Hyoid-Larynx-Elevation
M. hyoglossus N. hypoglossus
M. styloglossus N. hypoglossus Abdichtung Pharynxeingang, Bolustransport
M. pterygopharyngeus Plexus pharyngeus Nucleus ambiguus (NA) (Medulla oblongata)
M. palatoglossus Plexus pharyngeus
M. palatopharyngeus Plexus pharyngeus
M. stylopharyngeus Plexus pharyngeus
M. salpingopharyngeus Plexus pharyngeus
M. levator veli palatini Plexus pharyngeus Abdichtung Nasopharynx
M. uvulae Plexus pharyngeus
M. stylohyoideus N. facialis Nucleus n. facialis (Pons) Abdichtung Pharynxeingang, Hyoidelevation
M. digastricus posterior N. facialis
M. constrictor pharyngis sup. Plexus pharyngeus NA (Medulla oblongata) Bildung des Passavant-Wulstes
M. thyreohyoideus Ansa cervicalis Nucleus n. hypoglossi und Motoneurone der ersten 3 zervikalen Segmente (C1–C3) Hyoid- bzw. Larynxsenkung
M. sternohyoideus
M. sternothyroideus
M. omohyoideus
M. hypopharyngeus (M. constrictor pharyngis medius) Plexus pharyngeus NA (Medulla oblongata) Bolustransport
M. thyreopharyngeus (Teil des M. constrictor pharyngis inf.) Plexus pharyngeus
M. cricopharyngeus Plexus pharyngeus
M. aryepiglotticus N. laryngeus inferior Konstriktion des Kehlkopfeingangs
M. cricoarytenoideus lat. Adduktion der Stimmbänder
M. arytenoideus transversus
M. arytenoideus obliquus
M. thyreoarytenoideus
M. cricoarytenoideus post. („Posticus“) Abduktion der Stimmbänder
M. cricothyroideus N. laryngeus superior Spannung der Stimmbänder

Von Ästen des N. glossopharyngeus und des N. vagus gespeistes Nervengeflecht in der Pharynxmuskulatur.

Neuroanatomie des Schluckens

Mario Prosiegel

  • 3.1

    Großhirnrinde und absteigende Fasersysteme48

    • 3.1.1

      Kortikale Repräsentationsareale48

    • 3.1.2

      Beidseitige Großhirnläsionen49

    • 3.1.3

      Einseitige Großhirnläsionen49

    • 3.1.4

      Plastizität des Schluckkortex50

  • 3.2

    Hirnstamm51

    • 3.2.1

      Pattern Generators for Swallowing51

    • 3.2.2

      Efferente Systeme53

    • 3.2.3

      Afferente Systeme56

  • 3.3

    Neuromuskuläre Übergangsregion57

  • 3.4

    Oberer Ösophagussphinkter und Ösophagus58

    • 3.4.1

      Oberer Ösophagussphinkter (OÖS)58

    • 3.4.2

      Ösophagus58

SchluckenNeuroanatomieNeurogene Dysphagien können durch Läsionen auf verschiedenen anatomischen Etagen entstehen.

Läsionsetagen neurogener Dysphagien

  • Dysphagie, neurogeneLäsionsetagenGroßhirnrinde (Cortex cerebri, „Kortex“)

  • Deszendierende Fasersysteme vom Kortex zu den Hirnnervenkernen (kortikobulbäre Bahnen)

  • Hirnstamm:

    • Schluckzentren des Hirnstamms (Central Pattern Generators for Swallowing)

    • Efferente Systeme: Innervation von Schluckmuskulatur und Speicheldrüsen

    • Afferente Systeme: Sensibilität (oropharyngeal und laryngeal), Geschmackssinn

  • Neuromuskuläre Übergangsregion/Synapse

    • Präsynaptisch: Axone der Hirnnerven, die den Neurotransmitter Acetylcholin (ACh) freisetzen

    • Postsynaptisch: ACh-Rezeptoren (AChR) bzw. MuSK (muskelspezifische Tyrosinkinase) enthaltende Endplattenregionen einzelner Muskelfasern der Schluckmuskulatur

  • Schluckmuskulatur

Dieser kraniokaudalen Richtung folgend, also „von oben nach unten“, wird in diesem Kapitel auf die klinische Neuroanatomie des Schluckens und wichtiger assoziierter Funktionen eingegangen.

Großhirnrinde und absteigende Fasersysteme

Kortikale Repräsentationsareale

RepräsentationsarealekortikaleUntersuchungen mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS), Positronenemissionstomografie (PET) und funktioneller Kernspin- oder Magnetresonanztomografie (fMRT) haben gezeigt, dass die menschliche Schluckmuskulatur auf dem Kortex beider Großhirnhemisphären repräsentiert ist – besonders im Bereich des untersten Abschnitts der sensomotorischen Rinde, des sog. frontoparietalen OperkulumfrontoparietalesOperkulums (lat. operculum = Deckel; das Operkulum liegt wie ein Deckel über der sog. Insel) und im Bereich der vorderen InselvordereInsel (Hamdy et al. 1999) (Abb. 3.1).
Obwohl der Schluckkortex auf beiden Großhirnhälften repräsentiert ist, liegt bezüglich seiner Größe meist eine HemisphärenasymmetrieSchluckkortexHemisphärenasymmetrie vor (Hamdy et al. 1999).

Schluckdominanz

SchluckdominanzSie existiert bei den meisten Menschen, und zwar unabhängig von der Händigkeit.
Außerdem besteht eine somatotopische Gliederung oder Somatotopie: Auf der Kortexoberfläche ist die orale Muskulatur weiter ventral (unten) repräsentiert als die pharyngeale und diese wiederum weiter ventral als die ösophageale Muskulatur (Hamdy et al. 1996).

Somatotope kortikale Repräsentation der Schluckmuskulatur

  • Oben: Ösophagus

  • Mitte: Pharynx

  • Unten: Mund

Analog zum Bereitschaftspotenzial der Körpermuskulatur existiert auch ein Schluckpotenzial (swallowing potential), das ebenfalls beidseitig – hauptsächlich im Bereich des an der Innenseite des Gehirns liegenden supplementär-motorischen Areals (SMA) – genereriert wird und für die Initiierung willentlichen Schluckens (mit)verantwortlich ist (Huckabee et al. 2003).

Beidseitige Großhirnläsionen

GroßhirnläsionbeidseitigeEine beidseitige Läsion des Schluckkortex und/oder der absteigenden (kortikobulbären) Fasern isoliert die Hirnnervenkerne von allen kortikalen Zuflüssen mit der Folge einer sehr schweren neurogenen Dysphagie. Die beiden wichtigsten klinischen Beispiele hierfür sind:
  • Vorderes bilaterales Operkulumsyndromvorderes bilateralesOperkulumsyndrom (Foix-Chavany-Marie-Foix-Chavany-Marie-SyndromSyndrom) infolge beidseitiger Läsionen des frontoparietalen Operkulums (meist Hirninfarkte im Mediaversorgungsgebiet, seltener Blutungen oder Enzephalitiden); neben einer Dysphagie leiden die betroffenen Patienten an einer Anarthrie und einer Parese der Kaumuskulatur (Anarthria and Bilateral Central Facio-linguo-velo-pharyngeo-masticatory Paralysis) (Abb. 3.2 a)

  • PseudobulbärparalysePseudobulbärparalyse aufgrund beidseitiger Affektion der kortikobulbären Fasern (Abb. 3.2 b), meist infolge von Endstrominfarkten oder im Rahmen degenerativer Erkrankungen, z. B. der amyotrophen Lateralsklerose (ALS)

Einseitige Großhirnläsionen

GroßhirnläsioneinseitigeRobbins und Levin (1988) untersuchten Patienten mit Dysphagien nach einseitigen Großhirnläsionen. Sie stellten die Hypothese auf, Schluckstörungen bei linksseitigen Läsionen könnten als Folge einer „Schluckapraxie“, bei rechtsseitiger Schädigung im Rahmen eines „Schluckneglekts“ bzw. eines „vorschnell-impulsiven Schluckens“ auftreten. Auf „Schluckapraxie“ wird in der empfehlenswerten Arbeit von Daniels (2000) näher eingegangen.
Daniels und Foundas (1997) berichteten über 4 Patienten mit unilateralen Läsionen, bei denen die Insel (mit)betroffen war: 2 Patienten mit rechtsseitigen und 2 mit linksseitigen Läsionensowie 3 mit Läsionen der vorderen Insel und ein Patient mit einer Läsion der hinteren Insel. Die 3 Patienten mit Affektion der vorderen Insel litten an einer Dysphagie. Daraus schlussfolgerten die Autoren, der vorderen Insel komme eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Schluckstörungen zu. Dies wurde durch die MRT-Studie von Riecker at al. (2009) bestätigt: Die Autoren beschrieben eine Patientin, die nach einem isolierten rechtsseitigen Infarkt im Versorgungsgebiet der vorderen Inselarterien als einziges Symptom eine Dysphagie entwickelte, bei der eine Verzögerung der Schluckreflextriggerung (mit Leaking und prädeglutitiver Aspiration) dominierte.
Noch war nicht geklärt, warum – bei gleicher Läsionslokalisation – bei einigen (Schlaganfall-)Patienten linksseitige, bei anderen rechtsseitige Großhirnschädigungen zu Dysphagien führen. Erst die in Kap. 3.1.1 erwähnten Untersuchungen brachten den Nachweis, dass bei den meisten Menschen eine Schluckdominanz vorliegt.

Besteht eine Schluckdominanz, tritt im Falle einer einseitigen Großhirnläsionen eine klinisch relevante Dysphagie nur bei Affektion der schluckdominanten Hemisphäre auf.

Einseitige Läsionen des dominanten Schluckkortex/der vorderen Insel führen meist zu einer Verzögerung des Schluckreflexes (bei nichtverzögertem Glottisschluss) mit resultierendem Leaking und evtl. (prädeglutitiver) Aspiration (Power et al. 2007, Oommen et al. 2010); darüber hinaus ist die Sensibilität beider (!) Gaumenbögen bei etwa zwei Drittel der Betroffenen gestört (Power et al. 2007).

Vermutete Hauptaufgaben des Schluckkortex

  • SchluckkortexHauptaufgabenInitiierung willentlichen Schluckens (SMA!)

  • Zeitliche Kopplung zwischen oraler und pharyngealer Phase

  • Gewährleistung einer intakten oropharyngealen Sensibilität, um Leaking bzw. Aspirationen zu vermeiden.

Plastizität des Schluckkortex

SchluckkortexPlastizitätPlastizitätSchluckkortexDie Rückbildung von Dysphagien etwa nach Schlaganfall ist u. a. auf Reorganisationsprozesse in der nichtbetroffenen Großhirnhemisphäre zurückzuführen. Dabei handelt es sich um Vorgänge, die sich innerhalb mehrerer Wochen nach Eintritt der ZNS-Läsion abspielen (Hamdy et al. 1998a). Möglicherweise lassen sich derartige Reorganisationsprozesse in Zukunft durch therapeutische Interventionen beschleunigen bzw. verstärken:
  • So vergrößerte z. B. die elektrische Reizung des Pharynx mit 10 Hz über 10 min bei 8 gesunden Probanden für 30 min deren kortikales Pharynx-Repräsentationsareal (Hamdy et al. 1998b).

  • Fraser et al. (2002) gelang durch elektrische Reizung (5 Hz) der Pharynxschleimhaut bei 16 dysphagischen Schlaganfallpatienten eine signifikante Fazilitation kortikobulbärer Fasern, verbunden mit einer videofluoroskopisch gesicherten Verbesserung von Schluckparametern.

  • Exzitatorische repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) mit 5 Hz über der intakten Großhirnhemisphäre ist ebenfalls wirksam (Gow et al. 2004).

  • Transkranielle Gleichstromstimulation – transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) – ist erfolgversprechend (Feng et al. 2013).

Empfehlenswerte Übersichten über diese neuen, z. T. noch im experimentellen Stadium befindlichen Verfahren, finden sich bei Barritt und Smithard (2009) sowie bei Pisegna et al. (2016). Zu bevorzugen ist wohl die Stimulation der kontraläsionalen („gesunden“) Großhirnhemisphäre und zwar mit exzitatorischen Reizparametern, d. h. mit Frequenzen um 5 Hz bei der rTMS und anodaler Elektrodenpositionierung bei der tDCS. Eine kürzlich publizierte Studie zeigte keine klinische Verbesserung nach Anwendung der pharyngealen Elektrostimulation (PES) bei Schlaganfallpatienten in der (sub)akuten Phase (5Hz-Stimulation für 10 Minuten an drei aufeinanderfolgenden Tagen, bis zu 42 Tagen nach dem Ereignis) (Bath et al. 2016); wegen methodischer Mängel ist allerdings eine amerikanisch-europäische Folgestudie geplant.

Hirnstamm

Pattern Generators for Swallowing

Als Pattern Generators for Swallowing bezeichnet man Mustergeneratoren des Schluckens bzw. Schluckzentren des Hirnstamms.

Tierexperimentelle Befunde
Dezerebrierte Tiere können weitgehend normal schlucken. Der menschliche Fetus schluckt, noch bevor die deszendierenden kortikobulbären Fasern den Hirnstamm erreicht haben. Beide Beobachtungen lassen ein weitgehend autonomes Agieren des Hirnstamms in Bezug auf das Schlucken vermuten. Doty und Bosma vermuteten bereits 1956 in ihrer bekannten, auf Tierexperimenten beruhenden Arbeit, dass das räumlich-zeitliche Zusammenspiel der Schluckmuskeln von Swallowing Centers des unteren Hirnstamms (Medulla oblongata) kontrolliert wird. Doty bzw. Jean prägte später den Begriff Central Pattern Generators for Swallowing (kurz CPGsCPGDMCPG und VLCPG), die sie im unteren Hirnstamm von Tieren nachgewiesen hatten. Auf jeder Hirnstammseite identifizierten sie 2 CPGs, einen dorsomedialen und einen ventrolateralen:
  • Die dorsomedialen CPGs oder DMCPGs liegen in unmittelbarer Nähe des Nucleus tractus solitarii (NTS) und in der umgebenden Formatio reticularis (FR). In ihnen befinden sich sog. Master- oder Generator-Neuronen, die verantwortlich sind für die zentralnervöse Kontrolle des SchluckensSchluckenzentralnervöse Kontrolle.

  • Die ventrolateralen CPGs oder VLCPGs liegen in unmittelbarer Nähe des Nucleus ambiguus (NA) und in der umgebenden FR. In ihnen befinden sich sog. Umschalt- oder Switching-Neuronen, die den zeitlich-sequenzierten Output der DMCPGs zu den Hirnnervenkernen V, VII, IX, X und XII weiterleiten (Miller 1993).

Beispiele für Läsionstypen des Hirnstamms, die beim Menschen wahrscheinlich durch Affektion von CPGs zu Dysphagien führen, werden im Folgenden erläutert.

Läsionstypen des Hirnstamms

  • HirnstammLäsionstypenWallenberg-Wallenberg-SyndromSyndrom

  • Avellis-Syndrom

  • Tumoren der hinteren Schädelgrube, raumfordernde Kleinhirnläsionen

Wallenberg-Syndrom
Gegen Ende des 19. Jahrhunderts beschrieb der deutsche Neurologe A. Wallenberg (Danzig) das später nach ihm benannte Hirnstammsyndrom (Wallenberg 1895). Es ist Folge von Infarkten der dorsolateralen Medulla oblongata im Versorgungsgebiet der meist aus der A. vertebralis abgehenden A. cerebelli inferior posterior (int. Kürzel PICA).
In den Beschreibungen seiner Patienten erwähnte A. Wallenberg stets das Vorliegen einer Schluckstörung. Deshalb sollte von einem Wallenberg-Syndrom eigentlich nur gesprochen werden, wenn (zumindest initial) eine Dysphagie vorliegt. In der Literatur variieren die Häufigkeitsangaben von Schluckstörungen beim Wallenberg-Syndrom dennoch zwischen 51 und 100 % (Sacco et al. 1993). Wie Kim (2003) nach mehreren Vorarbeiten an 130 Patienten mit medullären Infarkten zeigte, waren rostrale, d. h. weiter oben gelegene Läsionen signifikant häufiger mit Dysphagien assoziiert als kaudale. Prosiegel et al. (2005) erhärteten diese Befunde neuroanatomisch. Da beim Wallenberg-Syndrom beide CPGs einer Hirnstammseite – ein DMCPG und ein VLCPG – betroffen sind, resultieren oft schwere Dysphagien (Abb. 3.3 und Abb. 3.6).
Avellis-Syndrom
Avellis-SyndromBei Patienten mit einem Avellis-Syndrom (Avellis 1891) findet sich ein kleiner Infarkt der Medulla oblongata (Takizawa und Shinohara 1996). Er betrifft die Gegend des NA, und damit wahrscheinlich auch den VLCPG (Abb. 3.4 und Abb. 3.6). Da der NA der Hirnnervenkern für den IX. und X. Hirnnerv ist, resultiert eine Parese dieser beiden Hirnnerven mit konsekutiver „palatolaryngealer Hemiplegie“. Die resultierenden Dysphagien sind initial meist leicht bis mittelgradig und prognostisch günstig (Prosiegel et al. 2005).
Tumoren der hinteren Schädelgrube, raumfordernde Kleinhirnläsionen
KleinhirnläsionenraumforderndePatienten mit Tumoren der hinteren Schädelgrube, der Rautengrube oder des IV. VentrikelsVentrikel, vierterTumoren können schwere Dysphagien entwickeln. Letztere entstehen oft erst nach operativer Entfernung des Tumors (z. B. Ependymom). Prosiegel et al. (2005) fanden als Ursache dabei kleine Blutungen, vermutlich venöser Genese, im dorsalen Abschnitt der rostralen Medulla oblongata. Wahrscheinlich kommt es bei Tumoren des IV. Ventrikels und/oder während der operativen Entfernung zur (bilateralen) Schädigung der DMCPGs (Abb. 3.5 und Abb. 3.6).
Dass eine bilaterale Affektion der DMCPGs die Schwere der Dysphagie bedingt, ist deshalb naheliegend, weil Hirnnervenkerne bei diesem Läsionstyp selten betroffen sind. Wenn Letzteres der Fall ist, dann sind meist die sehr weit hinten in der Medulla oblongata gelegenen Kerne des N. hypoglossus betroffen. In einer Studie von Benito-León und Alvarez-Cermeño (2003) über einen Patienten mit Infarzierung beider Hypoglossuskerne litt dieser aber nicht unter schwerer persistierender Dysphagie.
Auch bei Kindern treten nach neurochirurgischer Entfernung von Tumoren des IV. Ventrikels nicht selten Dysphagien auf; Kirk et al. (1995) sprechen in diesem Kontext sogar von einem postoperativen „posterior fossa syndrome“.

Neurologisch-symptomatisches Kontinuum von Dysphagien

Dieses reicht von sehr schweren Dysphagien bei Tumoren der hinteren Schädelgrube über mittelschwere Dysphagien beim Wallenberg-Syndrom bis zu leichten bis mittelschweren Schluckstörungen beim Avellis-Syndrom (Abb. 3.6):
  • Tumoren des IV. Ventrikels: schwere Dysphagie – beide DMCPGs betroffen?

  • Wallenberg-Syndrom: mittelschwere Dysphagie – einseitige Affektion eines VLCPG und eines DMCPG?

  • Avellis-Syndrom: leichte bis mittelschwere Dysphagie – einseitige Affektion eines VLCPG?

Dass die Dysphagien bei bilateralen Läsionen der DMCPGs schwerer sind als die bei unilateraler Affektion eines VLCPG und eines DMCPG, beruht entweder darauf, dass die DMCPGs „schluckrelevanter“ als die VLCPGs sind (Prosiegel et al. 2005), oder auf der Tatsache, dass die Schädigung bilateral ist. Um diese Frage zu klären, müsste man Patienten mit Läsionen beider VLCPGs untersuchen. Über ein beidseitiges Avellis-Syndrom wurde aber bisher in der Literatur nicht berichtet.
Ähnlich schwere Dysphagien mit sehr verzögerter Rückbildung treten außer bei Tumoren des IV. Ventrikels auch bei raumfordernden Kleinhirnläsionen (z. B. Infarkten, Blutungen) auf. Auch in diesen Fällen ist ein Druck von hinten auf die DMCPGs als Ursache anzunehmen (Perie et al. 1999; Prosiegel et al. 2005).
Während Dysphagien besonders bei rostralen Läsionen der Medulla oblongata auftreten, ist SingultusSingultus (SchluckaufSchluckauf) wahrscheinlich Folge dorsolateraler Läsionen der mittleren Medulla oblongata. Diese führen offensichtlich zu einer Imbalance zwischen – sich normalerweise hemmenden – inspiratorischen und exspiratorischen Ereignissen (Park et al. 2005), u. a. zum Stimmlippenschluss bei Zwerchfellkontraktion, durch den der inspiratorische /hik/-Laut entsteht.

Efferente Systeme

Innervation der Schluckmuskulatur
SchluckmuskulaturInnervationHirnnervenInnervation der SchluckmuskulaturAn der zentralnervösen Kontrolle der oralen Phase sind etwa 20 Muskelpaare beteiligt, die vom V., VII. und XII. Hirnnerv innerviert werden (Tab. 3.1). Die motorischen Hirnnervenkerne des N. trigeminus und des N. facialis liegen in der Brücke, die des N. hypoglossus in der Medulla oblongata. Der N. trigeminus versorgt die Kaumuskulatur, der N. facialis die GesichtsmuskulaturGesichtsmuskulaturInnervation, Hirnstammkerne, Hauptfunktion. Der N. hypoglossus versorgt die gesamte Zungenmuskulatur, sowohl die Zungenbinnenmuskulatur (intrinsischen ZungenmuskelnZungenmuskulaturInnervation, Hirnstammkerne, Hauptfunktion) als auch in die Zunge einstrahlende Muskeln (extrinsische Zungenmuskeln).
Bei der zentralnervösen Kontrolle der pharyngealen Phase sind etwa 30 Muskelpaare beteiligt (Tab. 3.2). Die Hirnnerven V (N. trigeminus), VII (N. facialis) und XII (N. hypoglossus) versorgen die suprahyoidale Muskulatur (Elevation von Hyoid und Larynx). N. glossopharyngeus und N. vagus versorgen die Pharynxmuskulatur, der N. vagus außerdem die Larynxmuskulatur. Der Nucleus ambiguus (NA), der motorische Hirnnervenkern des IX. und X. Hirnnervs, liegt in der Medulla oblongata (Abb. 3.6 und Abb. 3.7). Der N. glossopharyngeus verlässt den NA im rostralen, der Vagusnerv im kaudalen Abschnitt. Fasern des XII. Hirnnervs, die in der Medulla oblongata entspringen, und Nervenfasern der ersten 3 aus dem Halsmark entspringenden Wurzeln (Zervikalsegmente C1–C3) bilden gemeinsam die sog. Ansa cervicalis (lat. ansa = Henkel). Diese versorgt mit ihren Nervenästen die infrahyoidalen Muskeln, die die Senkung von Hyoid und Larynx bewirken.
Tab. 3.1 und Tab. 3.2 listen die Muskeln der oralen und der pharyngealen Phase, die sie versorgenden Hirnnerven und deren Ursprungskerne im Hirnstamm sowie die Hauptfunktion dieser Muskeln auf. Abb. 3.6 und Abb. 3.7 zeigen die Lage der HirnnervenkerneHirnnervenkerneschluckrelevante.
Neurogene Dysphagien bei einseitigen Tumoren eines Hirnnervs sind meist leicht bzw. besitzen i. d. R. eine sehr gute Rehabilitationsprognose, vermutlich weil keine CPGs betroffen sind (Prosiegel et al. 2005). So leiden etwa Patienten mit Neurinomen des X. bzw. XII. Hirnnervs an einseitiger Parese des ipsilateralen Hemipharynx bzw. der ipsilateralen Zungenhälfte. Die Restitutionsprognose ist bei adäquater Schlucktherapie günstig. Das Outcome von Dysphagien bei Tumoren, die mehrere schluckrelevante Hirnnerven lädieren – etwa Raumforderungen des Foramen jugulare (z. B. Glomus-jugulare-Tumoren) –, ist hingegen deutlich schlechter bzw. der Rehabilitationsverlauf ist verzögert.
Speicheldrüsen und -sekretion
SpeicheldrüsenInnervationDie Glandula parotidea („Parotis“) wird parasympathisch über den N. glossopharyngeus und sein Ganglion oticum versorgt. Vom Nucleus salivatorius der Medulla oblongta verlaufen seine präganglionären parasympathischen Fasern über den N. tympanicus (Paukenhöhle), dann weiter als N. petrosus minor zum Ganglion oticum (Jakobson-Anastomose). Dort erfolgt eine Umschaltung und postganglionäre Fasern verlaufen im R. auriculotemporalis des 3. Trigeminusastes zur Parotis.
Die Glandula submandibularis (Unterkieferspeicheldrüse), Glandula sublingualis (Unterzungenspeicheldrüse) und kleinere Zungenspeicheldrüsen werden parasympathisch über die Chorda tympani des N. facialis versorgt. Seine parasympathischen präganglionären Fasern verlaufen über den R. lingualis des 3. Trigeminusastes zum Ganglion submandibulare. Dort erfolgt eine Umschaltung auf postganglionäre Fasern zu den Speicheldrüsen.
Die sympathische Innervation der Speicheldrüsen verläuft über Nervengeflechte, die hirnzuführende Arterien begleiten.
Die Steuerungszentralen im Hirnstamm für die Speichelsekretion sind Nucleus salivatorius superior und Nucleus salivatorius inferior, beide liegen im Übergangsbereich zwischen Medulla oblongata und Pons.
Die tägliche SpeichelproduktionSpeichelproduktion beträgt normalerweise ca. 1,5 l. Nachts wird die Speichelproduktion stark gedrosselt.
  • Unter Ruhebedingungen werden etwa 0,25–1 ml/min SpeichelSpeichelkonsistenz produziert. Dabei beträgt der seröse Anteil des von der Parotis produzierten Speichels etwa 25 %, der serös-muköse Anteil der Submandibularis über 70 %. Den Rest produzieren die übrigen Speicheldrüsen.

  • Bei Stimulation, insbesondere bei mechanisch-mastikatorischen und gustatorischen Reizen, steigt die Produktion auf ca. 1–3,5 ml/min an und das anteilige Verhältnis der Drüsen an der Speichelproduktion kehrt sich um: Parotis ca. 60 %, Submandibularis ca. 30 %. Den Rest produzieren wieder die übrigen Speicheldrüsen.

Speichel erfüllt zahlreiche Aufgaben, von der Anfeuchtung der Schleimhaut bis hin zu Immunfunktionen (Pedersen et al. 2002).

Afferente Systeme

Sensibilität
Schluckrelevante Strukturensensible InnervationGesicht, Nasopharynx, Zunge und Oropharynx, nach hinten etwa bis zum Niveau zwischen vorderen und hinteren Gaumenbögen, werden sensibel vom N. trigeminus versorgt. Die hinteren Gaumenbögen werden aus einem dichten Geflecht pharyngealer Fasern des IX. und X. Hirnnervs versorgt. Die Epiglottis wird von Ästen des N. laryngeus superior (einem Vagusast) und des IX. Hirnnervs versorgt, die Arytenoid- und Postkrikoidregion vom N. laryngeus superior. Der Hypopharynx wird vom N. laryngeus superior innerviert. Stimmbänder und die Larynxschleimhaut unterhalb der Stimmbänder werden vom N. laryngeus inferior („Rekurrens“) versorgt (Mu und Sanders 2000).
Die gleichzeitige elektrische Stimulation des sensiblen Anteils des N. laryngeus superior (NLS) und des Cortex cerebri löst häufigeres Schlucken aus als die alleinige Stimulation des NLS oder des Kortex. Dieser Summationseffekt spielt auch beim Schlucken unter natürlichen Bedingungen eine Rolle: Sowohl die Eigenschaften des Bolus (z. B. Konsistenz, Größe, Temperatur, Geschmack) als auch kortikale Einflüsse können Schluckvorgänge modulieren, also in fein abgestimmter Weise den jeweiligen Gegebenheiten anpassen.

Der obere Ösophagussphinkter bleibt bei größeren Bolusmengen länger geöffnet als bei kleineren Bolusvolumina.

Diese Modulation findet während aller Schluckphasen statt und wird überwiegend über den kaudalen Teil des Nucleus tractus solitarii (NTS)Nucleus tractus solitarii (NTS) vermittelt. Der NTS liegt im hinteren Anteil der Medulla oblongata, direkt neben dem Nucleus dorsalis n. vagi (Abb. 3.6 und Abb. 3.7). Der rostrale (obere) Teil des NTS wird als Pars gustatoria, der kaudale (untere) Teil als Pars cardiorespiratoria bezeichnet. Kontinuierliche sensible/sensorische Rückmeldungen erfolgen über den V. Hirnnerv zum Nucleus sensorius principalis n. trigemini und zum Nucleus spinalis n. trigemini bzw. über die Hirnnerven VII, IX und X zum kaudalen NTS (Pars cardiorespiratoria). Die sensiblen Anteile des IX. Hirnnervs treten weiter rostral in den NTS ein als die des X. Hirnnervs. Geschmacksafferenzen des VII. und IX. Hirnnervs ziehen zum rostralen NTS (Pars gustatoria).

Relaisstation Nucleus tractus solitarii

Der NTS leitet Meldungen sowohl an die Hirnnervenkerne als auch an sensible Areale des Großhirns weiter, die ihrerseits aktiv werden und Nachkorrekturen veranlassen (Miller 1993).
Geschmackswahrnehmung
GeschmackswahrnehmungDer N. facialis innerviert die vorderen zwei Drittel der Zunge gustatorisch, der N. glossopharyngeus das hintere Zungendrittel.
Umstritten ist die Rolle des N. vagus. Er versorgt gustatorisch den Zungengrund und möglicherweise weitere Schleimhautbereiche.
Gemeinsames Kerngebiet der Geschmacksnerven VII, IX und X ist der rostrale (obere) Teil des Nucleus tractus solitarii, die sog. Pars gustatoria des NTS (der N. facialis tritt weiter oben ein als der N. glossopharyngeus bzw. der N. vagus). Hier erfolgen Umschaltung und Weiterleitung zum Thalamus, dort eine Umschaltung/Weiterleitung zum Geschmacksareal des Großhirns, u. a. zur Insel und zum angrenzenden Operkulum.
Die GeschmacksbahnGeschmacksbahn verläuft also über 3 Neuronen:
  • 1.

    Neuron im jeweiligen Ganglion

  • 2.

    Neuron im NTS

  • 3.

    Neuron im Thalamus

Neuromuskuläre Übergangsregion

Die terminalen (präsynaptischen) Nervenendigungen setzen den Neurotransmitter Acetylcholin (ACh)Acetylcholin (ACh) frei. ACh wandert durch den synaptischen Spalt und bindet an postsynaptische ACh-Rezeptoren (AChR)ACh-Rezeptor (AChR) der einzelnen Muskelfasern. Die muskelspezifische Rezeptor-Tyrosinkinase (MuSK)Rezeptor-Tyrosinkinasemuskelspezifische (MuSK) ist für die Anordnung und Anzahl (Clustering) der AChR verantwortlich.
Gerade Patienten mit okulobulbären Myasthenieformen (ca. 10 % der Myastheniepatienten), die oft mit Dysphagien einhergehen, weisen keine Antikörper gegen AChR (AChR-AK) im Serum auf. Bei etwa der Hälfte dieser „seronegativen“ Myastheniepatienten sind hingegen MuSK-AK nachweisbar. Solche seronegativen, MuSK-AK-positiven Myasthenien sprechen nach heutigem Kenntnisstand auf übliche Therapien eher schlecht, auf Plasmapherese hingegen gut an (Hanisch et al. 2004; Vincent et al. 2004).
Für das Verständnis der therapeutischen Wirkung bzw. der unerwünschten Nebenwirkungen von Botulinum-Neurotoxin (BoNT)Botulinum-Neurotoxin (BoNT) ist es wichtig zu wissen, wie dieses „Nervengift“ an der Synapse wirkt. Die BoNT-Wirkung geht mit einer Hemmung von an der ACh-Ausschüttung beteiligten SNARE-Proteinen (SNARE: [Vesicle-] Soluble NSF Attachment Protein Receptor) einher. So hemmen BoNT A und BoNT E das „Synaptosomal-Associated Protein of 25 kDa“, kurz SNAP-25. BoNT B, D und F hemmen das vesikelassoziierte Membranprotein VAMP und BoNT C das Protein Syntaxin.
BoNT-Injektionen in die Nähe von Schluckmuskeln können – wahrscheinlich durch Diffusion von BoNT zu Nervenendigungen dieser Muskeln – Dysphagien hervorrufen (Kap. 4). Doch auch nach BoNT-Injektionen in von der Schluckmuskulatur weit entfernte Muskeln kommt es (selten) zur Dysphagie. Daher wird gemutmaßt, die Schluckmuskulatur reagiere besonders empfindlich auf BoNT. Retrograd transportiertes injiziertes BoNT fand man in Rückenmark und Gehirn – ob dies funktionell bedeutsam ist, wird ebenso kontrovers diskutiert.

Oberer Ösophagussphinkter und Ösophagus

Oberer Ösophagussphinkter (OÖS)

SchluckmuskulaturOÖSOÖSStruktur und InnervationDie Gesichtsmuskulatur und die Muskulatur der Zunge, des Pharynx und des Larynx sind jeweils quer gestreift. Es handelt sich überwiegend um – für rasche Bewegungen zuständige – phasische (Typ-II-)Fasern. Der obere Ösophagussphinkter (OÖS) hingegen besteht zu ca. 70 % aus tonischen (Typ-I-)Muskelfasern. Hauptteil ist der M. cricopharyngeus (CP), eine C-förmige am Ringknorpel inserierende Muskelschlinge. Des Weiteren besteht der OÖS aus unteren Anteilen des M. constrictor pharyngis inferior (CPI) sowie aus obersten Anteilen des Ösophagus (OÖ).
Die Innervation des OÖS ist sehr komplex. Vereinfacht ausgedrückt, versorgen verschiedene Äste des N. vagus die äußere, überwiegend phasische (schnelle) Muskelschicht (Fast Outer Layer, FOL) und Äste des N. glossopharyngeus die innere, überwiegend tonische (langsame) Muskulatur (Slow Inner Layer, SIL) (Mu und Sanders 2007). Die Öffnung des OÖS ist einer der wichtigsten Vorgänge während der pharyngealen Phase (Pouderoux und Kahrilas 1995). Sie ist das Resultat
  • der Relaxation des OÖS etwa 100–200 ms vor der Öffnung,

  • der anterior-superioren Bewegung des Hyoid-Larynx-Komplexes („hyolaryngeale Elevation“), bewirkt durch die Aktivität der suprahyoidalen Muskulatur,

  • von Zungenschubkräften sowie

  • der Pharynxkontraktion.

Da der CP, die Hauptkomponente des OÖS, am Ringknorpel (Krikoid) inseriert, führt die anterior-superiore hyolaryngeale Exkursion zur Aufweitung des relaxierten CP; die Öffnung kommt durch den Bolusdruck zustande, wobei die Zungenschubkraft wichtiger ist als die Pharynxkontraktion. Bei ca. 70 % der Patienten mit Hirnstamminfarkten fehlt die Öffnung des OÖS oder sie ist inkomplett oder verzögert und/oder der OÖS schließt vorzeitig. Das Resultat ist eine krikopharyngeale Dysfunktion (CPD)Krikopharyngeale Dysfunktion (CPD), die auch als zervikale Achalasie bezeichnet wird. (Achalasie bedeutet wörtlich übersetzt „Nichterschlaffen“.) Folge der CPD ist ein pharyngealer Aufstau und oft eine konsekutive postdeglutitive Aspiration.

Ösophagus

SchluckmuskulaturÖsophagusÖsophagusAufbau und FunktionDie Speiseröhre besteht aus einer inneren Ringmuskelschicht und einer äußeren Längsmuskelschicht. Die Muskulatur im oberen Ösophagus ist quer gestreift, die im unteren Abschnitt glatt. Im Übergangsbereich finden sich glatte und quer gestreifte Muskulatur.
Die Peristaltik des Ösophagus unterliegt einerseits einer zentralen Kontrolle, andererseits ist sie das Resultat intrinsischer Mechanismen, d. h. von neuromuskulären Vorgängen im Ösophagus selbst. Man unterscheidet eine primäre Ösophagusperistaltik – ausgelöst im Rahmen des pharyngealen Schluckaktes – von einer sekundären Ösophagusperistaltik, verursacht durch bolusbedingte (Dehnungs-)Reize der Speiseröhre, die nicht an den Schlucktakt gekoppelt sind.
Zellen im rostralen Abschnitt des Nucleus ambiguus garantieren offenbar die zentrale Kontrolle der Peristaltik der quer gestreiften Ösophagusmuskulatur. Der Nucleus dorsalis n. vagi spielt hingegen wahrscheinlich eine Rolle bei der Peristaltik im Bereich der glatten Ösophagusmuskulatur und damit auch für Vorgänge im Bereich des unteren Ösophagussphinkters (Mittal und Balaban 1997).
Tierstudien zufolge fungieren vermutlich u. a. Somatostatin und die exzitatorischen Aminosäuren Glutamat und Aspartat als Neurotransmitter. Der Vagusnerv scheint im glattmuskulären Bereich der Speiseröhre nur modulatorisch zu wirken. Die ösophageale Peristaltik scheint also überwiegend durch das intramurale Nervensystem gesteuert zu werden. Acetylcholin dient als exzitatorischer Transmitter. Außerdem wirken inhibitorische, nichtcholinerge nervale Mechanismen – u. a. vermittelt über Stickstoffmonoxid (NO) und Vasointestinal Inhibitory Peptide (VIP) – auf die Peristaltik im UÖS ein. Die Interstitial Cells of Cajal (ICC) spielen dabei wahrscheinlich eine wichtige Rolle. Sie vermittlen gewissermaßen zwischen den (exzitatorischen und inhibitorischen) Neuronen einerseits und den glatten Muskelzellen andererseits (Goyal und Hirano 1996; Ward et al. 2004).

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