Physiologie und Biomechanik des Kiefergelenks

Einleitung(edit | edit source)

Das Kiefergelenk (Temporomandibulargelenk, TMG, Art. temporomandibularis) ist ein Synovialgelenk, das aus der Gelenkfläche des Schläfenbeins (Os temporale) und dem Köpfchen des Unterkiefers (Caput mandibulae oder Condylus mandibulae) besteht (Abbildung 1 und 2).⁽¹⁾ Eine Dysfunktion des Kiefergelenks gilt als die häufigste Ursache für orofaziale Schmerzen.⁽²⁾ Das Gelenk selbst ist auch mit einer Reihe wichtiger Funktionen verbunden, wie zum Beispiel dem Essen,⁽³⁾dem Sprechen,⁽⁴⁾ dem Atmen⁽⁵⁾ und dem Schlafen.⁽⁶⁾

Biomechanik des Kiefergelenks (edit | edit source)

Das Kiefergelenk ist ein Trochoginglymus (Drehscharniergelenk) und gleichzeitig ein Doppelgelenk,⁽⁷⁾ das eine Rotation und Translation in der Sagittalebene ermöglicht.⁽⁸⁾⁽⁹⁾

Es hat vier Gelenkflächen:⁽⁸⁾

• Caput mandibulae (Condylus mandibulae)
• Fossa mandibularis des Os temporale
• Inferiore und superiore Gelenkflächen des Discus articularis
  • Die superiore Fläche ist der Fossa mandibularis (Gelenkpfanne) zugewandt
  • Die inferiore Fläche ist in Kontakt mit dem Caput mandibulae (Gelenkkopf)

Die Position des Kondylus innerhalb des Gelenks ist ein umstrittenes Thema. Die so genannte „zentrale Position“ ist ein theoretisches Konzept. Der Kiefer ist aufgehängt, gestützt von den Muskeln und anderen stabilisierenden Elementen wie Bändern und der Gelenkkapsel.⁽⁸⁾ Für weitere Informationen zur Anatomie des Kiefergelenks klicken Sie bitte hier.

Aufrechterhaltung der Kieferposition (edit | edit source)

Die Aufrechterhaltung der Kieferposition hängt von den Kieferreflexen und der Wirkung der Schwerkraft ab. Sie wird auch von der individuellen Position/Haltung und spezifischen Variationen beeinflusst, die funktionelle Kieferbewegungen ermöglichen.⁽⁸⁾

Wenn der Unterkiefer ruht, ist der Mund leicht geöffnet, so dass die Zähne nicht in Kontakt sind.⁽¹⁰⁾ Diese Position wird als Ruheschwebelage oder Ruhelage bezeichnet:^(8)(11)

• In dieser Position verschließen die Lippen den Mundraum ohne Druck – die Zähne bleiben etwa 2 mm voneinander entfernt – dieser Abstand wird zwischen den oberen und unteren Schneidezähnen gemessen⁽⁸⁾
• Diese Ruhelage wird durch verschiedene Reflexe (z. B. den Masseterreflex)⁽¹²⁾ sowie aktive und passive Mechanismen aufrechterhalten.
  • Passive Mechanismen:⁽⁸⁾
    • Passive Spannung der Mundschließer (Unterkieferheber) und des Bindegewebes
  • Aktive Mechanismen:⁽⁸⁾
    • Periphere Afferenzen einschließlich:
      • Propriozeptoren der Muskeln und Gelenke
      • Parodontale Mechanorezeptoren und Mechanorezeptoren der Schleimhäute (d.h. Zahnfleisch, Lippen, Zunge, Gaumenbereich)
    • Zentrale Afferenzen einschließlich:
      • Kortikovisuelles System
      • Limbisches System
      • Fusimotorisch-extrapyramidale Afferenzen

Das limbische und das visuelle System sind nicht nur aktiv an der Aufrechterhaltung der Kieferposition beteiligt, sondern haben auch Einfluss auf den Tonus der Kaumuskulatur. So können beispielsweise Situationen, die emotionalen Stress verursachen^(13)(14) oder visuelle Veränderungen⁽¹⁵⁾ den Tonus der Kiefermuskulatur verändern und die Kieferposition beeinflussen.⁽⁸⁾

⁽¹⁶⁾

Kauen
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Das Kauen markiert den Beginn des Verdauungsprozesses. Es ist ein wesentlicher Schritt bei der oralen Verarbeitung von Nahrung vor der Deglutition (d. h. dem Schlucken).^(8)(17)

Der Kauvorgang und die Phasen des Schluckens werden durch den zentralen Mustergenerator (central pattern generator, CPG) im Hirnstamm gesteuert.⁽¹⁸⁾ Das Kauen findet im Mund mit Hilfe des Unterkiefers und der dazugehörigen Muskeln statt.⁽⁸⁾

Für das Kauen ist eine Reihe von Informationen von Sinnesrezeptoren (Geruch, Geschmack und Berührung) erforderlich,⁽³⁾ sowie Informationen von Zunge, Gaumen, Lippen, Kaumuskeln und Speicheldrüsen.⁽⁸⁾

Eine Veränderung in einem oder mehreren dieser Elemente kann zu Problemen beim Kauen führen.⁽⁸⁾

Der Schluckvorgang wird von Huckabee und Daniels in vier Phasen unterteilt:⁽³⁾

• Präorale (antizipatorische) Phase:
  • Diese Phase „ist das Zusammenspiel von präoralen motorischen, kognitiven, pyschosozialen und somästhetischen Elementen, die den Schluckvorgang einleiten“⁽³⁾
  • Die Informationen über die Nahrung, die über die Sehnerven und die Geruchsnerven aufgenommen werden, werden im zentralen Nervensystem (ZNS) interpretiert und das Schlucken wird geplant⁽³⁾
  • Zu diesen Informationen gehören Gerüche und bestimmte Routinen, die anzeigen, dass die Nahrungsaufnahme unmittelbar bevorsteht⁽⁸⁾⁽³⁾
  • Die orofazialen Strukturen beginnen sich auf die Nahrungsaufnahme vorzubereiten – z. B. beginnen die Speicheldrüsen, Speichel zu produzieren⁽⁸⁾
• 

  Abbildung 2. Schlucken.

  Orale Phase:

  • Die orale Phase beginnt, wenn die Nahrung in den Mund gelangt⁽⁸⁾
  • Die Lippen schließen sich und die Zunge bildet einen Verschluss, um zu verhindern, dass die Nahrung (die in einen Bolus umgewandelt wird) aus dem Mund fällt.
  • Der Bolus wird durch die Bewegung von Lippen, Kiefer, Wangen und Zunge gebildet.⁽³⁾ – d.h. die Nahrung wird geschnitten, gespalten und zerkleinert
    • Speichel verändert die Viskosität des Bolus⁽⁸⁾
  • Sobald der Bolus sicher geschluckt werden kann, wird er von der Zunge nach hinten in den Rachen geschoben⁽³⁾

Es wurde festgestellt, dass der Kauvorgang und die Bildung des Bolus von den physikalischen Eigenschaften der Nahrung beeinflusst wird.^(18)(19) Eine Studie von Mishellany und Kollegen ergab, dass Personen dazu neigen, eine ähnliche Boluspartikelgröße zu erreichen, dass jedoch die Dauer und die Anzahl der Zyklen, die zum Erreichen dieses Ergebnisses erforderlich sind, von Person zu Person variieren. Es scheint also, dass die Größe und Verteilung der Partikel des Nahrungsmittels den Schluckreflex beeinflussen.⁽²⁰⁾

Die orale Phase kann durch eine Pathologie des Kiefergelenks beeinträchtigt werden. Einigen Patienten mit temporomandibulärer Dysfunktion (TMD) fällt es schwer, den Mund zu öffnen. Dies führt zu Problemen mit dem Kauen und damit dem gesamten Verdauungsprozess.⁽⁸⁾

• Pharyngeale Phase (siehe Abbildung 2):⁽³⁾
  • Die pharyngeale Phase bezieht sich auf die Bewegung des Bolus durch den Pharynx (Rachen)
  • Während dieser Phase werden die Atemwege auch vor dem Bolus geschützt
  • Der Bolus bewegt sich von der Zungenbasis zur Wand des hinteren Rachenraums
• Ösophageale Phase:
  • Diese Phase beginnt, sobald der Bolus den oberen Ösophagussphinkter passiert hat⁽⁸⁾
  • Die Peristaltik drückt den Bolus über den unteren Ösophagussphinkter in den Magen⁽³⁾

Sprechen
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Sprechen ist eine komplexe, dynamische sensomotorische Aktivität. Es wurde festgestellt, dass es eine Verbindung zwischen den intraoralen Informationen und der Mund- und Nackenmuskulatur gibt.⁽⁴⁾

• Torisu und Kollegen fanden zum Beispiel heraus, dass die intraorale Stimulation die Aktivität der Nackenmuskeln hemmen kann:⁽⁴⁾
  • Dies deutet darauf hin, dass es eine neuronale Verbindung zwischen dem N. trigeminus und der Halswirbelsäule gibt.
  • Während diese Modulation größtenteils auf nozizeptive afferente Nerven zurückzuführen sein könnte, könnten auch nicht nozizeptive Fasern beteiligt sein
  • Wie die Autoren anmerken, ist dieser Zusammenhang von Bedeutung, da er darauf hinweisen könnte, dass orofaziale Schmerzen die Aktivität von Kopf, Nacken und Schulter beeinflussen können⁽⁴⁾

Atmen
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Da die Atmung gleichzeitig mit allen anderen oralen Aktivitäten stattfindet, muss das Atemmuster mit den anderen Funktionen, die im Mund/in der Mundhöhle stattfinden (z. B. Essen), koordiniert werden.⁽⁸⁾

Die oberen Atemwege beginnen in der Nasenhöhle und setzen sich über den Naso- und Oropharynx (Nasen- und Mundrachenraum) bis zum Larynx (Kehlkopf) und der Trachea (Luftröhre) fort (siehe Abbildung 3).⁽²¹⁾ Beim Atmen kann Luft durch die Nase oder den Mund eintreten, sie passiert jedoch immer den Pharynx.⁽⁵⁾ Beim Schlucken dient der Pharynx als Durchgang für die Nahrung. Bei gesunden Menschen dominiert das Schlucken gegenüber der Atmung.⁽⁵⁾ Die Atmung stoppt kurz, wenn eine Person schluckt. Dies wird verursacht durch:⁽⁵⁾

• das physische Verschließen der Atemwege durch Anheben des weichen Gaumens und Kippen der Epiglottis (Kehldeckel) (siehe Abbildung 2)
• die neurale Unterdrückung der Atmung durch den Hirnstamm

In der Ruhephase kann Luft über die Nasen- oder Mundhöhle eintreten, wodurch zwei verschiedene Atemmuster entstehen. Diese Muster müssen mit den übrigen physiologischen Funktionen der Mundhöhle koordiniert werden. Wenn die Mundhöhle zum Atmen benutzt wird, ist eine gewisse Öffnung des Kiefers erforderlich. Um dies zu erreichen, nimmt der Tonus der schließenden Muskulatur ab, wodurch die Luft zirkulieren kann.⁽⁸⁾

Bewegungen des Kiefergelenks (edit | edit source)

Kieferöffnung (edit | edit source)

Die Kieferöffnung ist in die folgenden Phasen unterteilt:^(8)(22)(23)

1. Reine Rotation der Kondylen um ihre Achse
   • Der Großteil dieser Bewegung findet im unteren Gelenkraum (Art. discomandibularis) des Kondylus-Diskus-Komplexes statt
   • Dies geschieht mithilfe des M. pterygoideus lateralis (Caput inferius), des M. mylohyoideus, des M. geniohyoideus und des M. digastricus
2. Translation des Kondylus-Diskus-Komplexes nach vorne
   • Diese Bewegung findet hauptsächlich im oberen Gelenkraum (Art. discotemporalis) des Diskus-Fossa-Komplexes statt
     • Der Kiefer öffnet sich etwa 40 bis 50 mm
     • Das Lig. (temporomandibulare) laterale hilft, die Stabilität zu erhalten, um eine Luxation des Kiefers nach vorne zu verhindern
     • Der M. pterygoideus lateralis ist an dieser Aktion beteiligt
       • Hinweis: Der M. pterygoideus lateralis hat zwei entgegengesetzte Funktionen: Während sich seine oberen Fasern beim Öffnen entspannen und die anteriore Diskusverlagerung stabilisieren, sorgen seine unteren Fasern bei der Kontraktion für die Bewegung des Kondylus
3. Die Bänder sorgen für endgradige Stabilität
   • Der Diskus und die Kondylen bewegen sich nach medial und die Kollateralbänder auf jeder Seite des Kiefergelenks werden angespannt
   • Ab einem bestimmten Punkt kann sich der Kondylus-Diskus-Komplex aufgrund der Spannung in den Bändern und der Gelenkkapsel nicht weiter bewegen – an diesem Punkt rotiert er um seine eigene Achse

Kieferschluss (edit | edit source)

Der Kieferschluss ist mit einer Extension der Halswirbelsäule (HWS) verbunden. Die schließende Muskulatur arbeitet gegen die Schwerkraft. Der Kieferschluss ist in drei Phasen unterteilt⁽⁸⁾

1. Kondylenrotation im unteren hinteren Gelenkraum – ähnlich wie bei der Kieferöffnung, aber in die entgegengesetzte Richtung
   • Diese Phase beginnt ohne spezifische Muskelaktivität – sie entsteht vielmehr durch die Entspannung der an der Öffnung beteiligten Muskeln und die Entspannung der Bänder
2. Translation des oberen Kondylus-Diskus-Komplexes
   • Der Kondylus-Diskus-Komplex bewegt sich zum am weitesten posterioren und superioren Teil der Fossa mandibularis
3. Wenn der Kondylus diesen Punkt erreicht hat, kommt es zu einer Rotation des Kondylus in posteriorer Richtung im unteren Gelenkraum – dies endet mit einem okklusalen Kontakt (Anm.: Okklusion bezieht sich auf die Beziehung zwischen den oberen und unteren Zähnen, wenn der Kiefer geschlossen ist)⁽²⁴⁾

Unter normalen Bedingungen kann in der Sagittalansicht eine leichte laterale Verschiebung der Kondylen beobachtet werden.⁽⁸⁾

Protraktion
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Die Protraktion erfolgt, wenn sich der Kiefer nach vorne bewegt:⁽⁸⁾

1. Der Kiefer wird leicht geöffnet, um eine Beeinträchtigung durch die Zähne (d. h. Okklusion) zu vermeiden – diese Öffnung führt zu einer anterioren Rotation in der Sagittalebene
2. Der Kondylus bewegt sich nach vorne und unten – dies ist auf die Beschaffenheit der Fossa mandibularis zurückzuführen, die eine Abwärtsbewegung des Kondylus bewirkt

Diese Bewegung erfolgt durch die koordinierte Aktion beider Anteile des M. pterygoideus lateralis. Da die Kieferöffnung bei der Protraktion nicht fortschreitet, wird der Kiefer durch die Kontraktion der Mm. temporales stabilisiert.⁽⁸⁾

Retraktion(edit | edit source)

Die Retraktion ist das Gegenteil der Protraktion:⁽⁸⁾

1. Der Kondylus bewegt sich in der Fossa mandibularis nach hinten und oben – diese Bewegung wird durch den M. temporalis und den M. digastricus (Venter posterior) bewirkt
2. Schließlich erfolgt eine posteriore Rotation des Kondylus im unteren Gelenkraum des Kondylus-Diskus-Komplexes⁽⁸⁾

⁽²⁵⁾

Laterale Bewegungen (edit | edit source)

Die Kondylen arbeiten zusammen, um laterale Kieferbewegungen zu ermöglichen. Bei der Beurteilung der lateralen Bewegung muss zwischen den beiden Kondylen unterschieden werden:

• Die „arbeitende Seite“ ist die Seite, die sich nach lateral bewegt, wenn das Kinn als Bezugspunkt genommen wird
• Die „nicht arbeitende Seite“ ist die Seite, die sich zur Mittellinie hin bewegt.

Auf der arbeitenden Seite findet eine Rotation des Kondylus um seine eigene Longitudinalachse und eine transversale Verschiebung von etwa 0,9 mm statt. Diese Bewegung wird durch den tiefen M. masseter und die medialen und posterioren Fasern des M. temporalis verursacht.⁽⁸⁾

Auf der nicht arbeitenden Seite bewegt sich der Kondylus zur Mittellinie, geht nach vorne und nähert sich der Mittellinie. Er bewegt sich auch transversal um 0,4 mm. In diesem Fall werden der M. pterygoideus lateralis (Caput inferius) und der M. pterygoideus medialis aktiviert.⁽⁸⁾

Referenzen(edit | edit source)