Definition und Darstellung der verschiedenen Typen des Nasenzyklus mittels Langzeitrhinometrie

Wir führten bei 55 nasengesunden Probanden (36 Frauen, 19 Männer) im Alter zwischen 19 und 80 Jahren (mittleres Alter 37,4 Jahre ±18,2) eine LRM über 24 h durch. Die Auswahl der Probanden erfolgte anhand eines Fragebogens, durch den nasale Symptome, wie eine permanente Nasenatmungsbehinderung und Allergien mit nasaler Beteiligung sowie die Einnahme von Medikamenten mit Auswirkungen auf die Schleimhäute (z. B. ACE[„angiotensin converting enzyme“]-Hemmer, Antidepressiva mit anticholinerger Wirkung, Antihistaminika, Nasensprays), ausgeschlossen wurden. Ausgeschlossen wurden zudem Raucher, Schwangere sowie Probanden mit chronischem bronchialen Asthma, Traumata oder Operationen der Nase in der Anamnese. Durch die anschließende anteriore Rhinoskopie und nasale Endoskopie wurden strukturelle Auffälligkeiten der äußeren und inneren Nase sowie nasale Polypen ausgeschlossen. Ein Pricktest war bei allen eingeschlossenen Probanden negativ.

Das tragbare Messsystem „Rhino-Move©“ (Happersberger Otopront GmbH, Hohenstein) zeichnet den nasalen Luftstrom seitengetrennt mithilfe einer speziellen Nasenbrille konstant über 24 h als Differenz von dynamischem und statischem Druck auf. Zusätzlich werden die Atemfrequenz und, über ein 3‑Kanal-Elektrokardiogramm (EKG), die Herzfrequenz aufgezeichnet.

Nach Anlegen und Kalibrierung des Messsystems mithilfe des Rhinomanometers der Rhino-Sys-Einheit (Happersberger Otopront GmbH, Hohenstein) erfolgte eine Einweisung in die Handhabung und der Start der Aufnahme. Die Probanden wurden angewiesen, das Gerät bei allen alltäglichen Tätigkeiten und in der Nacht zu tragen.

Die zum Rhinometriesystem „Rhino Sys“ gehörende Software (Version 1.8.2, Happersberger Otopront GmbH, Hohenstein) stellt die ermittelten Fluss- und Pulswerte in Form von 2 Liniendiagrammen (Abb. 1) dar. Das erste Diagramm zeigt die maximalen inspiratorischen Flusswerte seitengetrennt und farblich kodiert in ml/s, wobei jeweils die Mittelwerte aus 10-minütigen Intervallen bestimmt werden. Im zweiten Diagramm werden Pulsfrequenz (1/min), Atemfrequenz (1/min) sowie das gesamten nasale Atemminutenvolumens (l/min) aufgezeigt. Vor allem aus dem ersten Diagramm lässt sich so über den Zeitraum von 24 h bereits ein bestimmtes Muster des Schwellungsverhaltens der beiden Nasenseiten ableiten.

Die Flussdiagramme wurden ausgewertet und in Anlehnung an die Beschreibungen von Kern [17], Fisher et al. [6] und Mlynski [19] wurde eine Systematik von Zyklustypen erstellt und definiert.

Nach Auswertung der Flussdiagramme aus 55 LRM(Langzeitrhinometrie)-Messungen konnten wir die folgenden wiederkehrenden Muster feststellen und schlagen daher die anschließende Einteilung in 5 Nasenzyklustypen vor:

Ausgehend von der Definition, dass ein Nasenzyklus vorliegt, sobald ein wechselseitiges An- und Abschwellen der Nasenschleimhaut nachweisbar ist, veröffentlichte E. Kern 1981 seine Arbeit „The noncylce nose“ [17]. Bei 14 von 50 Probanden konnte durch eine Rhinomanometrie kein klassischer Nasenzyklus nachgewiesen werden. Aus den Beobachtungen dieser Probanden definierte Kern 3 Typen der „non-cycle nose“: Typ I ohne jegliche Nachweisbarkeit einer Widerstandsveränderung auf beiden Seiten (8/14 Probanden), Typ II mit nachweisbaren Fluktuationen nur auf einer Nasenseite, während der Widerstand auf der anderen Seite konstant blieb (2/14) und Typ III mit simultanen Fluktuationen auf beiden Seiten („in-concert“) ohne erkennbare Dominanz (4/14; [17]). Aus seinen Beschreibungen lässt sich auch bei einem Teil der Probanden ohne nachweisbaren „klassischen Nasenzyklus“ eine gewisse Rhythmik erahnen. Jedoch wurden von Kern nur wiederholte Einzelmessungen über mehrere Stunden durchgeführt. Eine vollständige Aufzeichnung der Flow-Werte über 24 h erfolgte also nicht. Auch die Gruppe um G. Mlynski schlug anhand ihrer Erfahrungen mit der LRM bereits eine – im Gegensatz zur Konzentration auf den klassischen Nasenzyklus – komplexere Systematik, in ihrer Operationslehre vor [19].

Der „klassische“ Nasenzyklus scheint ein wichtiger Mechanismus für die Funktionen der Nase zu sein. Es wird angenommen, dass der regelmäßige Wechsel zwischen An- und Abschwellen der Schleimhaut einen Gradienten zwischen Luft und Schleimhaut aufbaut, der die Abgabe von Wärme und Feuchtigkeit an die Atemluft bei der Inspiration ermöglicht [16, 20]. Für die Regulation der Atemluftmenge und für die Wahrnehmung des Luftstromes ist ein enger Kontakt zwischen Luft und Schleimhaut erforderlich. Die rhythmische Verschiebung der Phasen um 180° ermöglicht einen konstanten mittleren Atemluftstrom in der gesamten Nase [8, 28].

Hinter dem gleichzeitigen An- und Abschwellen der Nasenschleimhaut auf beiden Nasenseiten beim „in-concert“ Typ vermuten Mlynski et al. einen Kompensationsmechanismus der Nase. Steigt bei leichter körperlicher Belastung der Bedarf der Luftzufuhr, so werde dies durch den Übergang beider Nasenseiten in die Arbeitsphase ermöglicht [19]. Zudem wurde beobachtet, dass dieser Zyklustyp bei Kindern gehäuft vorkommt [19]. Das lässt vermuten, dass es im Wachstum zu einer Veränderung des nasalen Schwellungsverhaltens und damit auch zu einer Verschiebung des Aufgabenbereiches der Nase kommt. Studien bei Kindern sind jedoch bisher sehr selten [3].

Ursächlich für den „einseitigen“ Nasenzyklus, also den Nachweis von Fluktuationen des nasalen Luftflusses nur auf einer Seite, könnte ein strukturelle Enge der Gegenseite sein [19]. Wir konnten diesen Zyklustyp jedoch auch bei einem Teil unserer nasengesunden Probanden ohne Deviation der äußeren oder inneren Nase nachweisen. Wie Abb. 5 zeigt, kommt dieser Typ auch neben anderen Zyklustypen innerhalb der 24-stündigen Messung bei einigen Probanden vor.

Das komplette Fehlen einer messbaren Schwankung des nasalen Luftflusses erklärten sich Mlynski et al. durch eine iatrogene Intervention, also z. B. eine komplette Resektion der nasalen Schwellkörper [19]. Bei unseren gesunden, nicht operierten Patienten konnten wir den „non-cycle“ Typ nachweisen, wenn auch selten.

Den in der Literatur erwähnten [1, 25] „irreguläreren Typ“, ohne erkennbares Muster oder ein konstantes Atemvolumen, konnten wir nicht nachweisen.

Ziel dieser Arbeit war es zunächst, die beobachteten Schwellungsmuster zu beschreiben. Eine nähere Korrelation der Daten sowohl mit der Aktivität als auch mit dem Alter der Probanden steht noch aus. In unserer Auswertung waren die Zyklustypen jeweils gut voneinander abgrenzbar, und ein Schwellungsmuster lag jeweils über mehrere Stunden vor. Eine nähere Evaluation der Kurven, z. B. zur Definition der Mindestdauer eines Zyklustypen oder zur Festlegung eines relativen Verhältnisses zwischen den Flow-Kurven beider Nasenseiten, kann ebenfalls helfen, die Erforschung des Nasenzyklus zu vereinheitlichen.

Bisher stützte sich die Erforschung des Nasenzyklus hauptsächlich auf einzeitige Messmethoden. Eine der aktuelleren Untersuchungen ist die Studie der Arbeitsgruppe um Pendolino aus dem Jahr 2018 [24]. Hier wurden die Veränderungen des nasalen Luftflusses seitengetrennt mit der PNIF („peak nasal inspiratory flow“) und der Rhinomanometrie nachgewiesen. Bei der Hälfte der Probanden wurde so ein reziprokes, bei der anderen Hälfte ein simultanes Schwellungsmuster nachgewiesen. Ein Proband wies keine Fluktuation auf, dies wurde als „non-cycle nose“ gewertet [24]. Auch hier ist aus unserer Sicht die Beurteilbarkeit der Ergebnisse begrenzt, da eine Flusskurve aus 4 Einzelmessungen über 8 h erstellt wurde. Zudem wurde den Probanden vor der Messung eine Zeit zur „Akklimatisierung“ eingeräumt, sodass durch das Studiendesign bereits die Aussage auf den Zustand der „leichten körperlichen Aktivität“ beschränkt ist.

Einzeitige Messmethoden bedeuten einen hohen Aufwand für Untersucher und Proband und machen eine Unterbrechung von Aktivitäten oder Schlafphasen erforderlich. Die LRM ist eine nichtinvasive Messmethode, die bis auf die Kalibrierung zu Beginn keine weitere Vorbereitung benötigt. Im klinischen Alltag und in dieser Studie erwies sie sich als wenig störanfällig und wurde von den meisten Probanden gut angenommen. So ermöglicht die LRM eine Abbildung des nasalen Schwellungsverhaltens sowohl bei sportlichen Aktivitäten, als auch im Schlaf. Die LRM kann Probanden/Patienten ähnlich wie ein Gerät zur ambulanten Polygraphie ausgehändigt werden.

Die Erforschung des Nasenzyklus konzentrierte sich bisher hauptsächlich auf die Nachweisbarkeit von streng wechselseitigem An- und Abschwellen der nasalen Mukosa. Je nach Methode, Messdauer und Definition des Nasenzyklus variierten die Angaben stark zwischen 13 % [8] und 100 % [29]. Bis zum heutigen Zeitpunkt (Juni 2021) finden sich erst wenige Studien über den Nasenzyklus mit der LRM. Ohki et al. führten 2005 jeweils an 20 Probanden zwischen 24 und 77 Jahren Untersuchungen mit einem tragbaren Rhinoflowmeter (Rhinometrics A/S; Smørum, Dänemark) durch und konnten innerhalb des 12-stündigen Messzeitraumes am Tag bei 14 Probanden einen klassischen Nasenzyklus nachweisen [22]. Mlynski et al. führten 2005 erstmals Untersuchungen mit der LRM der Firma Happersberger Otopront durch. Der „klassische Nasenzyklus“ mit Phasen zwischen 90 min und 10 h konnte dargestellt werden [9]. Durch die aufwendigen Einzelmessungen wurde zuvor meist eine Untersuchungszeit von 8 h nicht überschritten, was einen Nasenzyklus mit sehr langen Phasen ggf. nicht abdeckte. Im Jahr 2012 untersuchten Braun et al. mit der LRM der Happersberger Otopront GmbH die Effekte von Oxymetazolin Nasenspray auf den Nasenzyklus [2], 2014 Rohrmeier et al. untersuchten den Nasenzyklus über 24 h in Relation zur Körperposition [26]. Ein klassischer Nasenzyklus konnte in letztgenannter Studie bei 50 % der 20 Probanden im Wachzustand und bei 75 % im Schlaf detektiert werden. Die Phasen waren jeweils während des Schlafes signifikant verlängert [26]. Auch in unserer Untersuchung scheint sich die Verteilung der Nasenzyklustypen zu unterschiedlichen Tageszeiten zu unterscheiden. Die Literatur deutet darauf hin, dass physiologische und pathologische Faktoren, wie Körperlage, Schlaf, körperliche Belastung und Allergien, das Schwellungsverhalten beeinflussen [23, 25].