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Archiv klin. exper. 0hren-, Nasen- und Kehlkopfheilk. 190, 398--406 (1968) Tierexperimentelle Untersuchungen fiber das Verhalten der Mikrophonpotentiale nach Stellatumblockade II. Mitteilung Mikrophonpotentiale nach Stellatumblockade am durch Schall vor- geschiidigten Ohr D. KLEINFELDT und D. DAHL Universit~Lts-Hals-~Nasen- Ohrenldinik Rostock (Klinik fiir Gesichts- und Halschirurgie) (Direktor: Prof. Dr. reed. habil. K. DIETZEL) Eingegangen am 7. Dezember 1967 Experimental Studies o/ the Cochlear Potential Behaviour alter Stellatum Blockade Part II. Cochlear Microphonic Potential after Stdlatum Blockade to the Ear Predamaged by Noise Summary. The inner ear of 20 guinea pigs were damaged by industry noise at 115 dB for a period of 1 rain. The cochlear microphonic potentials of 16 guinea pigs were recorded and they showed a decrease at an average of 3.2 dB. Their potentials showed a recovery of 2.5 dB within the first 2 rain after the stellatum blockade. In the other 4 cases, industry noise was applied for a longer period, then followed by stellatum blockade, but no changes of the cochlear microphonic potentials could be recorded. These results showed, that these potential changes were due to applying the anaesthesia to blockade the stellatum ganglia. The initial effects of the stellatum blockade in 7 animals were recorded within 1/2 min to 4 rain. The decrease of the cochlear microphonic potentials by industry noise at an average of 1.7 dB was given in terms of damaged hair-cells. Zusammen]assung. Bei 20 durch L~rmeinwirkung vorgesch~digten Meer- schweinchenohren mit einer durchschnittlichen Minderung yon 3,2 dB nach der 1. Schallbelastung erfolgte Stellatumblockade unter Ableitung der Mikrophon- potentiale. In 16 Versuchen mit 1--2maliger Vorschi~digung kam es zu einem Mehr- anstieg innerhalb der ersten 2 rain yon 2,5 dB. Hierdurch wurde eine eindeutige Beeinflussung des Innenohres durch Stellatumblockade am vorgeschi~digten Ohr bewiesen. Bei 4 Tieren mit mehrmMiger Vorbeschallung (3--5real) konnte kein Erfolg durch die Ganglionanaesthesie festgestellt werden. /)er Wirkungseintritt der Stel- latumblockade konnte bei 7 Tieren in der Zeit yon 30 sec bis 4 min registriert werden. Die Beschallung erfolgte mit Indnstriel~rm yon 115 dB bei einer Einwirkungs- zeit yon 1 rain. Als Ausdruck einer Sinnesepithelsch~digung wurde der Abfall des Lasttonpegels (durchschnittlich 1,7 dB) gewertet. Die festgestellte weitere dB- Minderung nach jeder Schallsch~digung zeigt die nach wie vor bestehende L~rm- empfindlichkeit eines bereits gesch~digten Innenohres.

Tierexperimentelle untersuchungen über das verhalten der mikrophonpotentiale nach stellatumblockade

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Archiv klin. exper. 0hren-, Nasen- und Kehlkopfheilk. 190, 398--406 (1968)

Tierexperimentelle Untersuchungen fiber das Verhalten der Mikrophonpotentiale

nach Stellatumblockade I I . M i t t e i l u n g

M i k r o p h o n p o t e n t i a l e n a c h S t e l l a t u m b l o c k a d e a m d u r c h S c h a l l v o r -

g e s c h i i d i g t e n O h r

D. KLEINFELDT u n d D. DAHL

Universit~Lts-Hals-~Nasen- Ohrenldinik Rostock (Klinik fiir Gesichts- und Halschirurgie)

(Direktor: Prof. Dr. reed. habil. K. DIETZEL)

Eingegangen am 7. Dezember 1967

Experimental Studies o/ the Cochlear Potential Behaviour alter Stellatum Blockade

Part II. Cochlear Microphonic Potential after Stdlatum Blockade to the Ear Predamaged by Noise

Summary. The inner ear of 20 guinea pigs were damaged by industry noise at 115 dB for a period of 1 rain. The cochlear microphonic potentials of 16 guinea pigs were recorded and they showed a decrease at an average of 3.2 dB. Their potentials showed a recovery of 2.5 dB within the first 2 ra in after the stellatum blockade. In the other 4 cases, industry noise was applied for a longer period, then followed by stellatum blockade, but no changes of the cochlear microphonic potentials could be recorded. These results showed, that these potential changes were due to applying the anaesthesia to blockade the stellatum ganglia.

The initial effects of the stellatum blockade in 7 animals were recorded within 1/2 min to 4 rain. The decrease of the cochlear microphonic potentials by industry noise at an average of 1.7 dB was given in terms of damaged hair-cells.

Zusammen]assung. Bei 20 durch L~rmeinwirkung vorgesch~digten Meer- schweinchenohren mit einer durchschnittlichen Minderung yon 3,2 dB nach der 1. Schallbelastung erfolgte Stellatumblockade unter Ableitung der Mikrophon- potentiale. In 16 Versuchen mit 1--2maliger Vorschi~digung kam es zu einem Mehr- anstieg innerhalb der ersten 2 rain yon 2,5 dB. Hierdurch wurde eine eindeutige Beeinflussung des Innenohres durch Stellatumblockade am vorgeschi~digten Ohr bewiesen.

Bei 4 Tieren mit mehrmMiger Vorbeschallung (3--5real) konnte kein Erfolg durch die Ganglionanaesthesie festgestellt werden. /)er Wirkungseintritt der Stel- latumblockade konnte bei 7 Tieren in der Zeit yon 30 sec bis 4 min registriert werden.

Die Beschallung erfolgte mit Indnstriel~rm yon 115 dB bei einer Einwirkungs- zeit yon 1 rain. Als Ausdruck einer Sinnesepithelsch~digung wurde der Abfall des Lasttonpegels (durchschnittlich 1,7 dB) gewertet. Die festgestellte weitere dB- Minderung nach jeder Schallsch~digung zeigt die nach wie vor bestehende L~rm- empfindlichkeit eines bereits gesch~digten Innenohres.

Mikrophonpotentiale nach S~ellatumblockade. I I 399

Einleitlmg

In Mitteilung I wurde die Auswirkung der Stellatumbloekade auf das gesunde Ohr un~ersueht. Unsere Ergebnisse liei~en in ]~bereinstim- mung mit den Versuchen anderer Autoren (BEIcI~I~% Kl~Jc I u. BO~H- SCHEIN; SEYMOUR 11. TlCA~TII~; KAWATA, OTSUBOU U. ADACtII) aul~er GLASE~APP die Schlul3folgerung zu, dM~ eine Funktionssteigerung des gesunden Innenohres durch Stellatumbloekade nicht zu erwarten ist. In der vorliegenden Mitteflung soil fiber Untersuchungen berichtet werden, ob und in welchem MM~e die Stellatumblockade an einem vor- geschiidigten Ohr im Tierexperiment wirksam ~ d . Von den vielfachen MSglichkeiten ein Ohr vorzuseh&digen, haben wir Li~rm gew~thlt, d~ hierdureh eine ziemlieh genaue und physikaliseh mel3bare Dosierung der seh~digenden 57oxe gegeben war (GlSSELSON u. SSR]~XS]~H; AOKI; TAKAKURA; IWATSUBO; GERHARDT 11. WAGNER).

Intensiver L~rm verursacht am Cortisehen Organ Veri~nderungen des Stoffwechsels, die denen durch gestSrte Sauerstoffversorgung des Innen- ohres ghnlieh sind (KolI)]~ u. Mitarb.). So warden StSrungen des Nuelein- siiuregehMtes (AHGELVSCHEFF; :BECK u. MICHLER; BEJDL u. KREJCI; H A ~ m ~ G ~ ; ttAM~]~; PL]~ST]~R) und des Acetylcholin-Stoffwechsels (AHIClN) festgestellt, StSrungen im Zellmetabolismus, die nach N ] ~ v E z ~ eine gfinstige Beeinflussung durch Stellatumblockade erwarten lassen.

Methodik Die bier angewandte MeBmethode entsprich~ der in Mitteilung I ausfiihrlich

dargestellten. Zur Innenohrsch~digung nahmen wir vor jeder Stellatumanaesthesie eine Ger~uschbelastung yon 1 rain mit laufender Registrierung der Mikrophon- potentiale (MP) w~ihrend und nach der Liirmbelastung vor. Beim Nachweis einer Sch~digung des Cortischen Organs erfolgte die Ganglionanaesthesie jeweils 5 min vor Abbruch der n~chsten Geriiuscheinwirkung.

Nach dem TSten der Tiere wurde der richtige Sitz der Stellatumblockade durch Injektion yon 1 ml Methylenblau und Pr~parierung der HWS kontrolliert.

A]s Ger~usch kam Impuls]i~rm (Stemmgergusch einer Schiffswerft) mit einer Stiirke von 115 dB zur Anwendung.

Fiir den Testton wurde die Frequenz 2000 ttz gew~hlt. Aus dem Belastungsger~usch zeichneten wit die Ger~Luschkomponen*e des

Lasttonpegels im 1/3 Okt~vbereich mit der Mittenfrequenz 2000 Hz auf. Hierdurch kolmte die VerzSgerung durch Umscha]tung yore GesamtschMlpegel auf diesen Filterbereich nach Unterbrechung des Belastungsger~Lusches vermieden werden.

Ergebnisse 1. Das Verhalten der Mikrophonpotentiale nach Schallbelastunge~

Als Ausdruck der gewiinschten bleibenden Sch~digung des Innen- ohres werteten wir das Absinken des Lasttonpegels (siehe Abb. 1). Im Durchschnitt kam es bei unseren 20 Versuchstieren vor Durchffihrung der S~ellatumblockade zu einem Absinken des Lasttonpegels yon 1,7 dB.

27 Arch. klin. exp. Ohr.-, ~as.- u. Kehlk.Heilk., Bd. 190

400 D. KLEII~FELDT und D. D~m:

Da die im Belas~ungsgerauseh enthaltene und als Lasttonpegel ge- messene 2000 Hz-Komponente hSher liegt (85 dB) als der Testtonpegel (65 dB), is$ die MP-Minderung des Testtonpegels na~iirlich im Vergleich zum Lasttonpegel grSl3er (siehe Abb. 1). Sie betr/igt im Durehschnitt 2,2 dB. lJberschritt die dB-Minderung naeh der 1. Belastung nicht die yon GE~J~A~DT U. WAGNV.~ angegebene kritisehe GrSBe yon 3 dB (Grenz- wert ffir komplette Erholung), so wurden weitere Sch/~digungen dureh- gefiihrb (ira Mittel 2,4 SehallbelasSungen). Der GesamthSrverlust pro Tier liegt mit 5,7 dB weR im Sehgdigungsbereieh, wobei der grSBte HSrverlus$ mit 3,2 dB naeh der 1. Schallbelastung entsteht (Abb. 1).

32dB

I ~ l m i n ~ ~ 2min .~: Last tonpegel [est tonpegel

Abb. 1. Durchschnittliche Sch~digung in dB n~ch der 1. Schallbelastung. Stemm- ger~usch (115 dB, 1 min), Abfall des Lasttonpegels um 1,7 dB. Geminderter Anstieg

des Testtonpegels (65 dB, 2000 Hz) yon 3,2 dB

Die Erholungskurven der MP nehmen nach mehrmaliger Schall- belastung einen immer flacheren Verlauf (siehe Abb. 2). Dabei behiilt in den meisten F/illeh der Minimalwert direkt nach Abbruch der Be- schallung eine gleiehe Ausgangslage bei.

Erst bei sti~rkeren Sch~digungen um 5 dB sinkt der Maximalwert ebenfalls welter ab (Abb. 3).

2. Das Verhalten der Mikrophonpotentiale nach Schallschgdigung unter Stellatumbloclcade

In zeitlieher Itinsicht kam es naeh der Stellatumblockade zun~chst zu einem geringeren Absinken des Lasttonpegels. In unseren 20 Ver- suchen minderte sigh der Lasttonpegel nach der Blockade lediglieh um 0,5 dB (naeh der 1. Sehallbelastung ohne Blockade durchschnitthch 1,7 dB).

Der Testtonpegel unter Stellatumbloekade erreichte mit einer Dff- ferenz yon nur 0,7 dB jeweils den Pegel vor der Sehallbelastung ohne Blockade. Damit liegt der Anstieg um 2,5 dB hSher (3,2 dB-Minderung naeh der 1. Schallsch~digung ohne Blockade).

Mikrophonpotentiale n~ch Stellatumblockade. I I 401

-- 12 dB

lmin .~ ~ 2min =: Lasttonpege[ Testtonpeget

Abb.2. Testtonpegel nach mehreren SchMlsch~digungen mit kleinen dB-Unter- schieden (2 dB)

5dB

I~-lmin ~ ~ 2min ~: Lasttonpegel Testtonpege[

Abb.3. Test~onpegel nach mehreren Schsllsch~digungen mit grSBeren dB-Unter- schieden (5 dB)

~0.7 d B .~3.2 d B

1'

I-~-- lmin - ~ 2min ~; Lasttonpeget Testtonpege[

Abb. 4. Anstieg des Testtonpegels vor und nach Stellatumblockade. - - -- -- pegel vor St.-BI., - - Testtonpegel nach St.-B1.

Testton-

5~immt m a n die zu e rwar t ende MP-Minderung naeh der Seh/~digung ohne S te l l a tumbloekade als Ausgangslage , so war als Max ima lwer t in unseren Versuehen ein Mehranstieg yon 7,5 dB nach der Blockade zu ver- zeichnen. Die A n n a h m e einer wei te ren Schi idigung nach jeder Schall- be las tung is t berecht ig t , da naeh den Vorversuchen eine gleiehmi~Bige Minderung des Tes t tonpege ls naeh jeder neuen Sch/ idigung au f t r i t t .

27*

402 D. KLEINFELDT und D. DA~m:

Die g e s c h i l d e r t e S t e l l a t u m w i r k u n g w a r b i s z u zwe i v o r a n g e g a n g e n e n

L / ~ r m b e l a s t u n g e n r ege lmi iB ig z u e rz ie len , b e i d a r f i b e r h i n a u s g e h e n d e n

V o r b e s c h a l l u n g e n j e d o c h n i c h t i m m e r . I n 4 y o n 20 V e r s u c h e n , d e n e n

e ine v i e r m a l i g e L i ~ r m b e l a s t u n g d e r S t e l l a t u m b l o c k a d e v o r a u s g i n g , bes-

s e r t e n s i ch d ie M P - W e r t e n i c h t , s o n d e r n f ie len ab . D ie S t e l l a t u m b e e i n -

f l u s s u n g d u t c h J e n a c a i n z e i g t e k e i n e W i r k u n g (s iehe T a b . 1, V e r s u c h e 3,

4, 5 u n d 15).

Tabelle 1. Abslnken des Last- und Testtonpegels in dB vor und nach Stellatumblockade in 20 Tierversuchen

Versuch Absinken des Lasttonpegels Absinken des Testtonpegels

vor St.-B1. nach St.-B1. vor St.-B1. nach St.-B1.

1 - - 1 - - 1 - - 2 ~-1 2 - - 3 0 - - 3 + 1 3 - - 1 - - 2 - - 2 - - 3

4 - - 1 0 - - 1 - - 1 5 - - 1 0 - - 1 - - 1 6 -- 1 0 -- 2,5 -- 0,5 7 - - 2 - - 1 - - 2 ~ 1 8 0 + 1 - - 3 - - 1 9 - - 5 - - 0 , 5 - - 8 - - 1,5

1 0 - - 0 , 5 - - 0 , 5 - - 3 0

1 1 - - 1 - - 0 , 5 - - 2 -t- 0 , 5

12 - - 3 - - 1 - - 5,5 -~ 0,5 13 -- 5 -- 3 -- 4 -- 1,5 14 -- 1 -- 0,5 -- 1,5 -- 1 15 - - 1 - - 1 - - 2 - - 2 1 6 - - 2 0 - - 3 - - 1

17 0,5 0 -- 4 -- 2 18 0 0 -- 0,5 0 19 -- 1 0 -- 7 -~ 0,5 20 -- 4 -- 0,5 -- 7 -- 0,5

Durch- schni t t - - 1,7 -- 0,5 - - 3,2 - - 0 , 7

B e i 4 T i e r e n w u r d e d e r F r e q u e n z g a n g g e m e s s e n . E s l i eBen s i ch k e i n e

f r e q u e n z g e b u n d e n e n U n t e r s c h i e d e b e i m s c h n e l l e r e n A n s t i e g d e r M P

n a c h S t e l l a t u m b l o c k a d e f e s t s t e l l e n . D i e E r h o l u n g w a r i n a l l e n F r e -

q u e n z e n g l e i chm ~Bi g .

U m den EinfluB der Stel latumblockade au f die Erholungskurven der MP nach L~rmbelastung in anderer Form deuflich zu machen, ermi t te l ten wir die zeifliche Abh~ngigkei~ der MP in dieser Phase durch Ann~herung an diesen MP-Verlauf durch eine Funktion MP ~ ](t). Die nachstehende Funktion beschreibt recht gut die MP-Kurven nach Schallbelastung.

MikrophonpotentiMe nack Stellatumblockade. I I 403

MPt = MP o 1 -- e k. lnt (gilt nur f i i r t > 1)

Hierin bedeutet MPt den Wert des Mikrophonpotentials zum Zeitpunk~ t naeh Abbruch der LErmbelastung und MP o den jeweils maximalen MP-Wert. k ist eine ffir die Erholungskurve der MP konstante Gr6Be, die naeh jeder neuen Belastung andere Werte annimmt. Die Auf]Ssung naeh k ergibt:

/c = lnt • ]n (1--t~ ~) _ ~ = MPo]

Is t k 1 der Wert nach der ersten, k e der nach der zweiten und k s der nach der dritten Bel~stung, d~Im gilt:

k 1 < k~ < k 3 (siehe Abb.3).

W~r die Stellatumbloekade wirksam, so fanden wir:

]~vor Stellatumblockade > ~Cnach Stellatumblockade

was zu erw~rten war (siehe Abb.4).

Beispiel ohne StellatumbIockade: 1. k 1 = 4 , 3 ; k 2 = 5 , 7 2. /c 1 ~ 4,6; k 2 = 5,8

Beis~iel mit Stellatumbloclcade: 1. /~v. st. = 4,5; kn. st. = 3,9 2. Icy. st. ---- 4,0; /on. st. = 3,2

3. ~ber den Wirkungsbeginn der Stellatumbloclcaden anhand des Ansteigens der Mikrophonpotentiale

I n 7 V e r s u c h e n w a r es mSgl ich , f iber das E i n s e t z e n de r W i r k u n g de r

S t e l l a t u m b l o c k a d e e ine ze i t l i che A u s s a g e v o r z u n e h m e n . N a c h 30 sec

h S r t e in e i n e m V e r s u c h das A b s i n k e n des L a s t t o n p e g e l s auf , e i n m a l k a m

es 40 sec n a c h D u r c h f t i h r u n g de r G a n g l i o n a n a e s t h e s i e i m T e s t t o n p e g e l

zu e i n e m u n g e w S h n l i c h e n A n s t i e g v o n 2 dB . D r e i m a l e r h 6 h t e n s ieh die

W e r t e u m 1 - - 1 , 5 d B in de r 2. u n d 3. ra in p o s t i n j e c t i o n e m , z w e i m a l in

de r 4. ra in (Tab. 2).

T~belle 2. Einsetzen der Stellatumblockade-Wirkung anhand des Anstieges der MP

Versuch Einsetzen der Anstieg naeh Wirkung naeh Stellatumblockade

Tier 1 30 see kein weiteres Absinken des Lasttonpegels

Tier 2 40 see 2 dB Tier3 1 min 1 dB Tier 4 2,5 min 1,5 dB Tier 5 2,5 mill 1,5 dB Tier 6 4 rain 1 dB Tier 7 4 mill 1 dB

404 D. I{LEn~FEm)T und D. D~mL:

Diskussion der Ergebnisse Im Verhalten der MP naeh Schallbelastung (ohne Blockade) fanden

wit eine weitgehende l~bereinstimmung mit den Ergebnissen yon GwR- HA~DT U. WAGNEr. Als Unterschied bemerkten wir lediglich ein Ab- sinken des Lasttonpegels yon durchschnittlieh 1 dB. Wir m6chten diese Erscheinung auf die in unseren Versuchen gr6Beren Schallbelastungs- zeiten zuriickffihren (1 rain). In der Regel hat das Absinken des Lastton- pegels yon 1 dB eine Minderung des Testtonpegels yon 2 dB zur Folge. Bei wiederholten Schallbelastungen summiert sich gew6hnlich die dB- Minderung im Umfange des anfangs gefundenen Wertes. Es besteht ein ]inearer Abfall (siehe Abb. 5). Dieses Ergebnis ist ffir die Praxis yon Be- deutung, well ein dutch Li~rm gesehiidigtes Innenohr weiterhin die gleiche Empfindlichkeit gegen sch/idiiche L/irmeinflfisse besitzt wie zu Beginn der Erkrankung.

dB 6 f

Steltatumbtockade

1. 2. 3. & 5chalibelflstung

Abb. 5. Minderung der MP durch dreimalige SchaUsch~digung um jeweils 2 dB mit Anstieg nach der 4. Sch~digung unter Stellatumblockade

Bei der Bespreehung der Ergebnisse naeh Stellatumbloekaden er- schein~ uns der Umstand wiehtig, dab bei jedem Tier vor Durchffihrung tier Ganglion-Anaesthesie die Sch~digung durch L~rm nachgewiesen wurde (siehe Abb.5), um den Erfolg des therapeutisehen Eingriffes zu siehern.

Im Gegensatz zu den Ergebifissen in Mitteilung I, bei denen am ge- sunden Ohr keine MP-Steigerung naeh Stel]atumblockade festzustellen war, wurde bei der Versuchsreihe am vorgeseh£digten Ohr ein ein- deutiger Anstieg der MP gemessen. Wir ziehen hieraus die SehluB- folgerung, dab die individuelle Beeinflussung des Innenohres durch Ganglionanaesthesie eine Erh6hung des Stoffwechsels innerhalb der Haarzellen zur Folge hat, was sieh in einer MP-Steigerung ausdrfiekt. Eine Parallelit~t dieser Ergebnisse zu klinischen Krankheitsbildern (akuter H6rverlust) und deren therapeutische Beeinflussung dureh Stellatumwirkung ist somit gegeben. Die Ergebnisse yon FALTrN~X U.

MJkrophonpotentiale nach Stellatumbloek~de. I I 405

V~s~LY m i t Sch~digung der Haarze l l en nach L~rmeinflul~ sowie durch Ss, uers tof fmangel s t immen im the rapeu t i s chen Erfolg (Ggbe yon A T P a n d A M P vor der Schal lbe las tung) m i t unseren Versuchen fiberein.

Die zei t l iche W i r k u n g dcr S t e l l a tumblockade , die wi t 2 - - 3 rain nach G~ngl ion-Anaes thes ie in F o r m einer E rwe i t e rung der Ohrmuschelgefi i3e gefunden hgben, k o n n t e n wir auch a m Sinnesorgan best i t t igen. E ine E rh6hung der S t rSmungsgeschwind igke i t des Blutes , wie N~vELI~a ~n- n immt , k6nn te diescn r c l a t iv rasch e in t r e t enden Effekt erkli~ren.

L i t e r a t u r

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Dr. reed. D. KLEllVF~LDT Dr. rer. nat. D. D~L, Diplomphysiker Univ. -Hals-Nasen-Ohrenklinik Rostock X 25 Rostock, Doberaner Str. 137/139