Elektrophysiologische Untersuchung zum Einsatz von Streptolysin O und Natrium-Hyaluronat zur Permeabilitätsmodulation der Membran des runden Fensters beim Meerschweinchen

Zusammenfassung

Hintergrund: Die runde Fenstermembran (RFM) stellt für die intratympanale Applikation eine Diffusionsbarriere dar, die eine genaue Dosierung von für das Innenohr bestimmten Pharmaka erschwert. Die hochdosierte Therapie des Innenohrs ist vorzugsweise über eine lokale Applikation zu erreichen, wie Erfahrungen mit lokal appliziertem Gentamycin zur Therapie des Morbus Ménière gezeigt haben [1]. Es liegt nahe, zu untersuchen, ob durch eine Änderung der Permeabilität der runden Fenstermembran, eine sichere Wirkung therapeutischer Pharmaka erreicht werden kann.

Methode: Zur Permeabilitätsmodulation der Membran des runden Fensters wurden Streptolysin O (SLO) und Na-Hyaluronat (Hyaluronsäure) in verschiedenen Konzentrationen allein und in Verbindung mit einer Testsubstanz (Lidocain 2 %) eingesetzt. Die Hörschwellen wurden während der Versuchszeit mittels Hirnstammaudiometrie (BERA) kontrolliert.

Ergebnisse: Unsere Ergebnisse zeigten, dass sowohl durch SLO, wie auch durch Hyaluronsäure eine Beeinflussung der Permeabilität der RFM erzielt werden kann.

Schlussfolgerung: Eine klinische Anwendung von SLO zur Permeabilitätsmodulation am runden Fenster kann jedoch nicht empfohlen werden, da SLO auch in der niedrigsten Konzentration, die verwendet wurde, bei einzelnen Tieren zu einer Verschlechterung der Hörschwelle führt, was bei Hyaluronat nicht der Fall war.

Abstract

Background: The round window membrane (RWM) acts like a barrier for topically applied substances into the middle ear preventing diffusion into the perilymphatic fluid compartment.

Material and Method: In an animal model, modulation of the permeability of the RWM was attempted using Streptolysin-O (SLO) in various concentrations and sodium hyaluronate. Thereafter, the effect of intratympanically applied Lidocain 2 % on hearing threshold measured by auditory brainstem response was tested for Lidocain 2 % and Lidocain 2 % in combination with SLO or sodium hyaluronate.

Results: The results show that both, SLO and sodium hyaluronate, influence the effect of Lidocain 2 % on hearing thresholds as an indirect sign for changes of the permeability of the RWM. However SLO by itself in low concentrations decreased auditory thresholds in some animals while this was never observed with sodium hyaluronate.

Conclusions: Our findings preclude SLO and favor sodium hyaluronate as a modulator of RWM permeability in therapeutic trials.

Schlüsselwörter

Streptolysin O - Natrium-Hyaluronat - runde Fenstermembran

Key words

Streptolysin-O - sodium hyaluronate - round window membrane

Literatur

• 1 Lange G. Die Gentamicin-Injektionstechnik.  HNO. 1998;  46 1000-1002
• 2 Sellers M L, Anson B J. Anatomical observations of the round window by Antonio Scarpa.  Arch Otolaryngol. 1962;  75 24
• 3 Bellucci R J, Fischer E G, Rhodin J. Ultrastructure of the round window membrane.  Laryngoscope. 1972;  82 1021-1026
• 4 Kawauchi H, DeMaria T F, Lim D J. Endotoxin permeability through the round window.  Acta Otolaryngol Suppl (Stockh). 1988;  457 100-115
• 5 Harada T, Iwamori M, Yoshitaka N, Nomura Y. Ototoxicity of Neomycin and it‘s penetration through the round window membrane into the perilymph.  Ann Otol Rhinol Laryngol. 1986;  95 404-408
• 6 Morgenstern C, Mori N, Arnold W. The effect of Tetracaine on the inner ear.  Arch Otorhinolaryngol. 1983;  237 255-261
• 7 Goycoolea M V, Lundman L. Round window membrane. Structure function and permeability: a review.  Microsc Res Tech. 1997;  36 201-211
• 8 Lundman L A, Holmquist L, Bagger-Sjoback D. Round window membrane permeability. An in vitro model.  Acta Otolaryngol (Stockh). 1987;  104 472-480
• 9 Parnes L S, Sun A-H, Freeman D J. Corticosteroid pharmacokinetics in the inner ear fluids: An animal study followed by clinical application.  Laryngoscope. 1999;  109 1-17
• 10 Bhakdi S, Tranun-Jensen J. Damage to cell membranes by pore-forming bacterial cytolysis.  Prog Allergy. 1988;  40 1-43
• 11 Arnold W, Ganzer U, Kleinmann H. Sensorineural hearing loss in mucous otitis.  Arch Otorhinolaryngol. 1977;  215 91-93
• 12 Anniko M, Hellström S, Schmidt S-H, Spandow O. Toxic effects on inner ear of noxious agents passing through the round window membrane.  Acta Otolaryngol Suppl (Stockh). 1988;  457 49-56
• 13 Moore D C, Best G F. A sensorineural component in chronic otitis media.  Laryngoscope. 1980;  90 1360-1366
• 14 Engel F, Blatz R, Kellner J, Palmer M, Weller U, Bhakdi S. Breakdown of the round window membrane permeability barrier evoked by Streptolysin O: possible etiologic role in development of sensorineural hearing loss in acute otitis media.  Infect Immun. 1998;  66 343-346
• 15 Ristow W. Zur Behandlung der Menière-Krankheit mittels temporärer Labyrinthanaestesie.  Z Laryngol Rhinol. 1968;  47 442-448
• 16 Tange A. An experimental study of Vancomycin induced cochlear damage.  Arch Otorhinolaryngol. 1989;  246 67-73
• 17 Höft J. Die Permeabilität und die Beeinflussung der Permeabilität der Membran des runden Fensters durch Pantocain (Tetracain).  Arch klin ex Ohr-Nase- u Kehlk-Heilk. 1969;  193 128-137
• 18 Bjurström S, Slepecky N, Angelborg C. A histopathological study of the inner ear after the administration of Hyaluronan into the middle ear of the guinea pig.  Acta Otolaryngol Suppl (Stockh). 1987;  442 62-65
• 19 Roland J T, Magardino T M, Go J T, Hillman D E. Effects of glycerin, hyaluronic acid, and hydroxypropyl methylcellulose on the spiral ganglion of the guinea pig cochlea.  Ann Otol Rhinol Laryngol Suppl. 1995;  166 64-68
• 20 Kellner J, Studen A. Pressure measurements of the round window membrane in the guinea pig cochlea.  Laryngo-Rhino-Otol. 1987;  66 133-135
• 21 Gitter A H, Zenner H-P, Frömter E. Membrane potential and ion channels in isolated outer hair cells of the guinea pig cochlea.  ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 1986;  48 68-75