Solche Untersuchungen veranlassten die US-amerikanische Regierung in den 1970er Jahren, Richtlinien zur Begrenzung der Lärmexposition am Arbeitsplatz zu erlassen. Auch in Deutschland wurden seitdem verschiedene Regelungen dazu eingeführt. Aktuell gilt hier zu Lande die Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung von 2007 in der Revision von 2010, die unter anderem die Richtwerte zur Lärmexposition sowie den erlaubten Spitzenschalldruck festlegt. Die verschiedenen Behörden empfehlen allerdings unterschiedliche Grenzwerte. Darin spiegelt sich die Problematik bei der Einschätzung lärmbedingter Risiken. Zum einen gibt es große individuelle Unterschiede in der Lärmempfindlichkeit: Manche Ohren scheinen einiges auszuhalten, andere Menschen haben ein sensibleres Gehör. Die Behörden müssen also entscheiden, welchen Anteil der Bevölkerung sie vor Hörschäden schützen wollen und welches Ausmaß an Hörminderung noch akzeptabel erscheint. Des Weiteren hängt der Umfang lärmbedingter Hörschäden von einer komplexen Wechselwirkung der Dauer, Intensität und Frequenz der Beschallung ab.

Aktuell schreibt die deutsche Verordnung spätestens ab einem Tages-Lärmexpositionspegels von 85 dB einen Gehörschutz vor, wobei der Arbeitgeber angehalten ist, Maßnahmen zur Verbesserung der Situation zu ergreifen. Gleiches gilt bei einem nur gelegentlich kurzzeitig auftretenden Spitzenschalldruckpegel von 137 dB. Zum Vergleich: Der erwähnte Footballspielrekord von 142,2 dB lag noch deutlich darüber, zudem dauerten die hohen Pegel dabei auch längere Zeit an.

In den letzten 60 Jahren nahmen die Gehörspezialisten an, dass das routinemäßig erstellte Tonaudiogramm alle wesentlichen Informationen über lärmbedingte Hörschäden liefert. Tatsächlich erfasst es zuverlässig Defizite bei den inneren Haarzellen, und laut Untersuchungen aus den 1940er und 1950er Jahren reagieren Haarzellen von allen Zellen im Innenohr am empfindlichsten auf akustische Überlastung.

Tierexperimente – unter anderem in unserem Labor – zeichneten seitdem ein noch differenzierteres Bild. Demnach sind die äußeren Haarzellen verletzlicher als die inneren; und jene, die akustische Reize im Hochtonbereich wahrnehmen, anfälliger als solche, die niedrige Frequenzen registrieren. Nicht zuletzt wissen wir dank diesen Versuchen, dass sich verloren gegangene Haarzellen nicht regenerieren. Zudem schädigen laute Geräusche irreversibel die Bündel der Stereozilien auf den Zellen, noch bevor diese absterben. Ein Verlust an Haarzellen erhöht die Hörschwelle: Wir müssen dann das Radio aufdrehen oder den Kollegen am anderen Ende des Tisches bitten, lauter zu sprechen.

Detaillierte Untersuchungen von Schäden an der Cochlea lassen sich bei Menschen kaum durchführen, da man in diesem Bereich keine Gewebeproben entnehmen darf und mit keiner verfügbaren Technik die Haarzellen am lebenden Individuum studieren kann. Daher stammen alle direkten Informationen über die organischen Veränderungen bei lärmbedingtem Hörverlust von Verstorbenen.

In der Ruhe liegt die Kraft

Unter anderem wegen dieser Beschränkungen bleibt schwer zu klären, in welchem Maß der Hörverlust eine unvermeidbare Konsequenz des Alterns ist und wie stark die Lärmbelästigungen des modernen Alltags dazu beitragen. Einige erste Hinweise lieferte allerdings bereits eine Studie aus den 1960er Jahren. Sie untersuchte Menschen, die in besonders ruhiger Umgebung lebten, unter anderem 70 bis 79 Jahre alte Männer des wüstenbewohnenden Stammes der Mabaan im Sudan. Diese hörten signifikant besser als US-Amerikaner der gleichen Altersgruppe. Jedoch blieben andere Einflussfaktoren wie genetische Disposition und Ernährung unberücksichtigt.

Aktuelle Studien meiner Arbeitsgruppe zu den Auswirkungen von Lärm auf das Hörvermögen ergaben beunruhigende Erkenntnisse. Wissenschaftler und Ärzte gehen seit Langem davon aus, dass lärmbedingter Hörverlust teilweise reversibel ist: Manchmal senkt sich die Hörschwelle laut Audiogramm innerhalb von Stunden bis Tagen nach der Belastung wieder auf normale Werte ab, in anderen Fällen bleibt sie erhöht. Bislang glaubten Gehörforscher, das Ohr hätte sich vollständig erholt, wenn die Hörschwelle in den Normalbereich zurückgekehrt ist. Heute wissen wir, dass dies nicht zutrifft.

Das Getöse in Footballstadien und bei Rockkonzerten wie auch etwa die Explosionen von Silvesterknallkörpern schädigen nämlich nicht nur die Haarzellen, sondern auch die Fasern der Hörnerven. Zusammen mit anderen Arbeitsgruppen wiesen wir in den 1980er Jahren nach, dass Lärm die feinen Nervenenden dort in Mitleidenschaft zieht, wo sie Synapsen mit den Haarzellen bilden. Die Enden schwellen dabei an und können schließlich sogar platzen – wahrscheinlich deshalb, weil die übermäßig stimulierten Haarzellen große Mengen des Signalmoleküls Glutamat in den Synapsenspalt freisetzen. Generell wirken Überdosen an Glutamat überall im Nervensystem toxisch.

Nach herkömmlicher Auffassung können sich die geschädigten Nervenfasern allerdings von intensiver Lärmbelastung wie die Haarzellen wieder erholen, da die Hörschwelle oft auch dann in den Normalbereich zurückkehrt, wenn die Nervenenden unmittelbar nach der Exposition massiv geschwollen waren. Unser Team bezweifelte jedoch, dass sich so schwer beeinträchtigte Synapsen im Ohr von Erwachsenen tatsächlich regenerieren. Lärmbedingte Nervenschäden sind nämlich im üblichen Tonaudiogramm nicht zuverlässig zu erkennen, wie wir bereits wussten. Studien an Tieren aus den 1950er Jahren hatten gezeigt, dass sich ein Verlust an auditorischen Nervenfasern ohne gleichzeitige Beeinträchtigung der Haarzellen erst dann im Audiogramm zeigt, wenn er mit über 80 Prozent bereits ein verheerendes Ausmaß erreicht hat. Offenbar bedarf es nicht allzu vieler Nervenfasern, um in der stillen Umgebung der Testkabine leise Töne zu hören.

Um eine Analogie aus dem visuellen Bereich heranzuziehen: Betrachtet man die digitale Fotografie einer Menschengruppe in unterschiedlichen Auflösungen, so werden Details mit abnehmender Pixeldichte immer unschärfer wiedergegeben. Irgendwann sieht man nur noch, dass Leute im Bild sind, jedoch nicht mehr, um wen es sich handelt. Entsprechend vermuteten wir, dass der schleichende Untergang von Nervenfasern zwar nicht die Wahrnehmung von Einzeltönen stört, aber dennoch beispielsweise das Sprachverstehen in lauter Umgebung beeinträchtigt.

Als wir in den 1980er Jahren begannen, den lärmbedingten Hörverlust zu erforschen, konnten wir die Anzahl der Synapsen zwischen auditorischen Nervenfasern und inneren Haarzellen nur ermitteln, indem wir sie in Serien aufeinander folgender Gewebeschnitte unter dem Elektronenmikroskop zählten. Dieses Verfahren ist so aufwändig, dass es etwa ein Jahr dauert, die Synapsen in einigen wenigen Haarzellen einer Cochlea zu erfassen.

25 Jahre später untersuchte ich mit meiner Kollegin Sharon G. Kujawa von der Massachusetts Eye and Ear Infirmary an der Harvard Medical School in Boston, ob eine einzelne akustische Überlastung des Gehörs bei jungen Mäusen den altersbedingten Hörverlust beschleunigt. Der Lärm, dem wir die Tiere aussetzten, sollte die Hörschwelle nur vorübergehend erhöhen und die Haarzellen nicht dauerhaft schädigen. Wie erwartet, sah das Cochleagewebe der Mäuse einige Tage nach der Lärmexposition normal aus. Nach sechs Monaten bis zwei Jahren beobachteten wir jedoch einen zunehmenden Verlust an auditorischen Nervenfasern, obwohl die Haarzellen noch intakt wirkten.

Gegenüber den 1980er Jahren gibt es heute wesentlich raffiniertere Methoden, mit denen wir die molekulare Struktur der beteiligten Synapsen untersuchen. So markieren an Fluoreszenzfarbstoffe gekoppelte Antikörper Proteine auf beiden Seiten des synaptischen Spalts zwischen Haarzelle und Nervenfaser. Dies ermöglicht es uns, die Synapsen ganz einfach unter dem Lichtmikroskop zu zählen. Laut unseren Daten war schon wenige Tage nach einer Lärmbelastung, als die Hörschwelle bereits wieder auf Normalniveau zurückgekehrt war, die Hälfte aller Synapsen zwischen Haarzellen und Nervenfasern verschwunden; und diese regenerierten sich auch nicht mehr. Nach einigen Monaten fehlten zudem die übrigen Anteile der geschädigten Hörneurone, nämlich ihre Zellkörper und die langen Fortsätze (Axone), die in den Hirnstamm ziehen. Zwei Jahre danach war nur noch rund die Hälfte der auditorischen Neurone übrig. Mit dem Wegfall der synaptischen Verbindungen zu den Haarzellen hatten auch die betroffenen Neurone ihre Aufgabe verloren; sie sprachen auf Töne gleich welcher Intensität nicht mehr an und wurden damit überflüssig.

Laden... © Amanda Montañez / Scientific American August 2015 (Ausschnitt) Schützen Sie Ihr Gehör! | Bei Experimenten mit Tieren verschiedener Arten konnten wir Schäden am Hörnerv bereits nach zwei Stunden kontinuierlicher Einwirkung von Schallpegeln im Bereich von 100 bis 104 dB beobachten. Das menschliche Ohr ist sicher nicht weniger verletzlich. Daher sollte man seine Ohren nicht ungeschützt Schallpegeln über 100 dB aussetzen. Tatsächlich erreichen viele alltägliche Schallbelastungen diese Gefahrenzone. Rockkonzerte und Musikklubs sowie Diskotheken erzielen häufig Maximalpegel von 115 dB und eine mittlere Lautstärke von mehr als 105 dB. Benzinbetriebene Laubbläser und Rasenmäher sorgen im Ohr des Benutzers für Schallpegel von 95 bis 105 dB, ebenso Kreissägen. Auch die Frequenz des einwirkenden Schalls spielt eine Rolle: Das schrille Heulen eines Bandschleifers ist gefährlicher als das tiefe Dröhnen eines Motorrads mit defektem Auspuff. Presslufthämmer produzieren Schallpegel von 120 dB am Ohr von Passanten, zudem mit einem bedrohlich großen Anteil hoher Frequenzen. Wie kann man die Ohren wirksam schützen? Apps für Smartphones ermöglichen eine erstaunlich genaue Schallpegelmessung und sind preisgünstig oder sogar kostenlos. Die Werte sind für Musik wie Maschinenlärm gleichermaßen präzise, mit Abweichungen von weniger als 1 bis 2 dB gegenüber teuren professionellen Messgeräten. Es ist also relativ einfach, sich ein Bild von potenziell gefährlichen Lärmquellen in der eigenen Alltagsumgebung zu verschaffen. Auch ein wirksamer Gehörschutz steht zur Verfügung: Schallschutzstöpsel aus Schaumstoff sind effektiv, preisgünstig und einfach zu verwenden. Richtig eingesetzt reduzieren sie den Schallpegel in den gefährlichsten Frequenzbereichen um 30 dB. Man quetscht einen solchen Stöpsel durch Rollen mit den Fingern zu einem dünnen Zylinder zusammen und steckt ihn dann so tief wie möglich in den Gehörgang. Das ist kaum schwieriger, als einen Ohrhörer zum Musikhören einzusetzen. Der Schaumstoff dehnt sich innerhalb einer Minute wieder aus, passt sich dabei der Form des Gehörgangs an und bietet dann wirksamen Lärmschutz. Bei Konzerten funktioniert dieser jedoch etwas zu gut. Will man die Aufführung bei sicherer Lautstärke genießen, bieten sich spezielle Ohrstöpsel für Musiker an, die den Schallpegel um 10 bis 20 dB reduzieren. Dabei dämpfen sie hohe und niedrige Frequenzen gleichermaßen, so dass die Klangfarben erhalten bleiben. Nicht zuletzt sollte man darauf achten, was die eigenen Ohren einem mitteilen. Wenn Sie nach einer Lärmbelastung das Gefühl haben, gedämpft zu hören, als hätten Sie Watte in den Ohren, kann dies auf die Zerstörung einiger Hörnervensynapsen hindeuten. Kein Grund zum Verzweifeln – aber achten Sie in Zukunft darauf, Ihre Ohren solchen Belastungen nicht mehr ungeschützt auszusetzen.

Rollt eine Epidemie an Hörschäden auf uns zu?

In den letzten Jahren konnten wir den lärmbedingten Synapsenverlust nicht nur bei Mäusen, Meerschweinchen und Chinchillas nachweisen, sondern auch in den Geweben verstorbener Menschen. Die Kontaktstellen beginnen in allen Fällen bereits zu schwinden, bevor der Verlust von Haarzellen die Hörschwelle erhöht. Dass solche Hörnervenschäden also zunächst verborgene Hörminderungen verursachen, die zur generell mit dem Alter abnehmenden Hörfähigkeit wesentlich beitragen, ist eine inzwischen breit akzeptierte Hypothese. Gehörforscher und Mediziner entwickeln neue Testverfahren, um das Ausmaß des Problems zu untersuchen und zu klären, ob unser lärmbelasteter Lebensstil womöglich eine Epidemie von Gehörschäden bei Menschen aller Altersgruppen nach sich zieht.

Bislang war das Tonaudiogramm der Goldstandard von Hörtests. Es misst im Wesentlichen die Hörschwelle bei verschiedenen Frequenzen und zeigt höchst empfindlich Schäden an den Haarzellen der Cochlea an. Beeinträchtigungen der auditorischen Nervenfasern lassen sich mit dieser Methode jedoch kaum nachweisen. Laut unseren Forschungsergebnissen erschweren die Nervenschäden beim versteckten Hörverlust nicht grundsätzlich die Wahrnehmung von Lauten, sondern eher das Verstehen von Sprache und das Deuten anderer komplexer Geräuschmuster. Sie könnten sogar die Hauptursache dafür sein, dass viele ältere Menschen es zwar hören, wenn andere in ihrer Nähe sprechen, aber oft nicht verstehen, was diese sagen.

Personen mit ähnlichen Tonaudiogrammwerten schneiden sehr unterschiedlich ab, wenn es darum geht, Sprache vor dem Hintergrund von Störgeräuschen zu erkennen – das wissen Audiologen schon lange. Solche Tests bestimmen die Anzahl der verstandenen Wörter bei zunehmendem Geräuschpegel. Die abweichenden Ergebnisse haben die Experten früher mit individuell verschiedener Signalverarbeitung im Gehirn erklärt. Unsere Forschungen legen jedoch nahe, dass sie hauptsächlich davon abhängen, wie viele der auditorischen Nervenfasern noch leben.

Ein versteckter Hörverlust könnte auch andere häufige Hörstörungen wie Tinnitus und Hyperakusis (übersteigerte Geräuschempfindlichkeit) erklären. Die Betroffenen haben oft ein normales Tonaudiogramm. Deshalb nahmen Forscher und Ärzte über Jahrzehnte an, dass für diese Störungen die Ursachen ebenfalls im Gehirn lägen, während wir wieder glauben, der Hörnerv könnte beeinträchtigt sein.

Damit stellen sich neue Fragen zu den Risiken von häufigen hohen Schallpegeln bei Konzerten, in Musikklubs und beim Musikhören mit Kopfhörern. Lärmbedingte Hörschäden sind ein bekanntes Problem bei professionellen Musikern, auch in der klassischen Musik. Hingegen ergaben epidemiologische Studien bei Personen, die nur gelegentlich Konzerte besuchen, bisher keinen relevanten Effekt auf das Audiogramm. Die Richtlinien zum Minimieren lärmbedingter Schäden am Arbeitsplatz basieren auf der Annahme, dass das Gehör sich vollständig erholt, wenn die Hörschwelle nach einer Lärmexposition auf Normalniveau zurückkehrt. Doch trifft das laut der neuen Erkenntnisse nicht zu. Die gegenwärtigen Schallschutzvorschriften reichen also womöglich für viele Arbeitsplätze nicht aus, um Schäden am Hörnerv und eine dadurch bedingte Schwerhörigkeit sicher zu verhindern.

Es bedarf daher verbesserter Untersuchungsmethoden, die solche neuronalen Beeinträchtigungen frühzeitig aufdecken. Wie bisher die Synapsen im Innenohr Verstorbener zu zählen, genügt da natürlich nicht. Ein viel versprechender Ansatz beruht auf der Messung der elektrischen Aktivität in Hörneuronen, der so genannten auditorischen Hirnstammreaktion (Abkürzung ABR, für englisch: auditory brainstem response). Bei dieser Hirnstamm-Audiometrie registrieren auf der Kopfhaut befestigte Elektroden die neuronale Antwort auf Schallimpulse verschiedener Frequenzen und Lautstärken, was auch bei schlafenden Personen funktioniert. Bislang interpretierte man das Resultat nach dem Alles-oder-nichts-Prinzip: Trat eine Reaktion auf, galt das Gehör als normal, andernfalls als geschädigt.

Bei Tierexperimenten beobachteten wir jedoch, dass die Amplitude der ABR bei hohem Schallpegel weitere Informationen liefert. Sie wächst nämlich proportional zur Anzahl der auditorischen Nervenfasern, die über eine funktionierende Verbindung zu den inneren Haarzellen verfügen. Eine aktuelle epidemiologische Studie wandte bei einer Gruppe britischer Studenten mit normalem Audiogramm eine Variante des ABR-Tests an. Ergebnis: Diejenigen, die sich bereits öfter den hohen Schallpegeln von Musikklubs und Konzertveranstaltungen ausgesetzt hatten, wiesen geringere ABR-Amplituden auf.

Lassen sich die neuen Erkenntnisse in Therapien für versteckten Hörverlust umsetzen? Derzeit versuchen wir in Laborexperimenten, die lärmbedingte Degeneration der Hörnervenfasern rückgängig zu machen. Dazu behandeln wir die überlebenden Neurone mit Substanzen, die neue Nervenfasern sprießen lassen. Diese könnten dann die verloren gegangenen Verbindungen zu den inneren Haarzellen wiederherstellen. Denn: Während eine Lärmbelastung die Synapsen sofort zerstört, sterben die übrigen Teile der Neurone – Zellkörper und Axone – langsamer ab. Dies stimmt uns optimistisch, dass sich die normale Funktion bei vielen Betroffenen wiederherstellen lässt. Erste Tierexperimente, bei denen wir nervenwachstumsfördernde Stoffe namens Neurotrophine direkt in das Innenohr einbrachten, zeigten ermutigende Resultate.

Vielleicht lässt sich der versteckte Hörverlust also schon bald auf diese Weise behandeln. Ein durchs Trommelfell injiziertes Gel würde allmählich Wachstumsfaktoren freisetzen, die im Verlauf von Monaten bis Jahren die Bildung neuer Hörnervensynapsen auslösen. Eine solche Behandlung sollte beispielsweise unmittelbar nach einem Knalltrauma angewendet werden, wie bei der Bombenexplosion an der Ziellinie des Marathonlaufs in Boston 2013, wo mehr als 100 Zuschauer schwere Gehörschäden erlitten. Eines Tages könnte ein Ohrenarzt derartige Medikamente sogar minimalinvasiv direkt in die Cochlea einbringen. Damit ließen sich lärmbedingte Hörschäden ähnlich unkompliziert behandeln, wie Augenärzte etwa schon heute Kurzsichtigkeit mittels Laseroperation an der Hornhaut korrigieren.