Danish Medical Bulletin    |    Contact Front page  

 
An abnormal portal blood flow in the inner ear
- a possible pathogenesis to Meniere¿s disease


Morten Friis  


  Download file   (2206 KB)

Accepted by: FACULTY OF HEALTH SCIENCES UNIVERSITY OF COPENHAGEN
Defended on: May 30, 2008
Official opponents: Jens Thomsen , Dan Bagger-Sjöbäck , Malou Hultcrantz
Tutors: Klaus Qvortrup , Poul Bretlau

Published in the PhD Database: June 25, 2008


English abstract
The endolymphatic sac, a part of the inner ear, has characteristics as an endocrine gland and seems to produce a natriuretic hormone, which might have an effect on the fluid regulation in the inner ear. A dysregulation of the fluids in the inner ear is a possible pathogenesis to Meniere's disease. Meniere's disease is an abnormality of the inner ear characterized by symptoms of episodic dizziness (vertigo), tinnitus, fluctuating hearing loss and the sensation of pressure in the affected ear. The symptoms might be associated to a dysregulation of the fluids in the inner ear (endolymph and perilymph) and/or a disturbance of the blood flow to and from the endolymphatic sac.
Temporal bones from patients with Meniere's disease, show enlargement of the compartment in the inner ear containing the endolymph, named an ¿endolymphatic hydrops¿. An endolymphatic hydrops can experimental be induced in animals, e.g. by blocking the endolymphatic duct or by disturbing the arterial and venous blood flow to and from the endolymphatic sac.

The purpose of the present Ph.d.-thesis was:
1. To visualize the blood flow in the endolymphatic sac in living rats. Access to the posterior cranial fossa was fascilitated by an intracranial approach. Movie files were recorded by video fluorescence microscopy.
2. To describe the main draining vein from the endolymphatic sac, the vein of the vestibular aqueduct (VVA), by scanning electron microscopy (SEM), corrosion casting and computer-assisted three-dimensional imaging.
3. To obstruct the venous outflow from the endolymphatic sac, this may mimic Meniere¿s disease-like symptoms in patients with different space-occupying tumours around the endolymphatic sac.

It was demonstrated that the endolymphatic sac is highly vascular and supplied by a single artery. The endolymphatic sac had a typical microcirculatory architecture with arcades and circular blood flow patterns. The VVA drains most of the blood from the vestibular apparatus and the endolymphatic sac. In its extraosseous course, from the external aperture of the vestibular aqueduct to the sigmoid sinus, it is interposed between the endolymphatic sac and the operculum.
Obstruction of the distal part of the VVA just before it empties into the SS reverses the flow of blood in the VVA towards the inner ear. The reverted blood flow is consistent with our proposal of a portal shunt through the VVA as a cause of MD and diseases mimicking MD.



Danish abstract
Den endolymfatiske sæk (saccus endolymphaticus), en del af det indre øre, har karakteristika som en endokrin kirtel og synes at producere et natriuretisk hormon, som tænkes at have en effekt på reguleringen af det indre øres væsker. En fejlregulering af væskerne i det indre øre er en mulig årsag til Meniere¿s sygdom. Meniere¿s sygdom er en abnormalitet i det indre øre som er karakteriseret ved episodisk svimmelhed (vertigo), tinnitus, fluktuerende høretab og en følelse at tryk i det afficerede øre. Symptomerne er muligvis associeret med en defekt regulering af væskerne (endolymfe og perilymfe) i det indre øre og/eller en forstyrrelse af blodcirkulationen til og fra den endolymfatiske sæk.
Tindingeben fra patienter med Meniere¿s sygdom, har vist en udspilning af det rum i det indre øre som indeholder endolymfe, et såkaldt ¿endolymfatisk hydrops¿. Endolymfatisk hydrops har på dyr eksperimentelt kunne fremkaldes bla. ved mekanisk at blokere for ductus endolymphaticus eller ved at hindre blodcirkulationen til og fra saccus endolymphaticus.

Denne Ph.d.-afhandling havde til formål:
1. At visualisere blodcirkulationen til og fra den endolymfatiske sæk på levende rotter. Med et intrakranielt indgreb blev der skabt adgang til den bageste kranielle grube. Herefter blev der vha. videofluorescens mikroskopi optaget filmsekvenser af mikrocirkulationen i og omkring den endolymfatiske sæk.
2. At blokere det venøse flow fra saccus endolymphaticus. En mekanisme som kan tænkes at ske hos patienter med forskellige rumopfyldende (patologiske) processer i og omkring den endolymfatiske sæk og som kan give Meniere-lignende symptomer.
3. At beskrive hoveddræneringsvenen, vena aqueductus vestibularis (VVA), vha. scanning elektron mikroskopi, resin(polymer)-udstøbning af blodkar og 3D-rekonstruktion.

Det blev påvist, at den endolymfatiske sæk er rigt vaskulariseret og får sin blodforsyning fra en selvstændig arteriegren fra halsen, modsat den resterende del af det indre øre. Den har en typisk mikrocirkulatorisk arkitektur med arkade- og ringformede strukturer. Alt blod dræneres til VVA, som også drænerer hovedparten af blodet fra det vestibulære apparat. Fra VVA træder ud af tindingebenet og til den tømmer sig i sinus sigmoideus, har den et ekstraosøst forløb hvor den er placeret under en knoglespids (operculum) med tæt relation til den endolymfatiske sæk.
Når VVA blokeres i dens sidste forløb reverteres blodstrømmen mod det indre øre. Det reverterede flow kommer til at virke som en portal shunt og kan være en mulig årsag til Menieres sygdom og sygdomme med et Meniere-lignende billede.