Neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES) bei COPD: Studien und Erkenntnisse

Einführung

Die chronisch-obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine fortschreitende Erkrankung, die durch Atemnot, Husten und Auswurf gekennzeichnet ist. Medikamente können bei fortgeschrittener COPD nur begrenzt helfen. Daher werden alternative Behandlungsverfahren wie die Lungenresektionschirurgie, die Lungenvolumenreduktion mittels Coil-Implantation oder die neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES) des M. quadriceps in Betracht gezogen, insbesondere als Alternative zur pulmonalen Rehabilitation bei stark eingeschränkten Patienten. Dieser Artikel beleuchtet die Anwendung und Wirksamkeit der neuromuskulären elektrischen Stimulation (NMES) bei COPD-Patienten, basierend auf aktuellen Studien und Forschungsergebnissen.

Was ist neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES)?

Die neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES) ist eine Trainingsmethode, bei der Muskeln durch elektrische Impulse zur Kontraktion angeregt werden. Muskeln, die nicht beansprucht werden, bauen ab. NMES wird in der Medizin eingesetzt, um zu verhindern, dass Muskeln verkümmern, z. B. bei Patienten, die bestimmte Körperteile nicht bewegen können. Die NMES basiert darauf, dass sich Nervenfasern durch bestimmte elektrische Reize stimulieren lassen. Normalerweise sendet das Gehirn einen elektrischen Impuls durch die Nervenbahnen, um einen Muskel zu bewegen. Bei COPD-Patienten wird NMES bei akuten Verschlechterungen eingesetzt, wenn sich die Patienten wenig bewegen.

Chen und Mei hoben die Fähigkeit von NMES hervor, die Gliedmaßenfunktion zu verbessern, die Durchblutung gelähmter Gliedmaßen zu steigern und die funktionelle Erholung durch wiederholte Gliedmaßenbewegungen zu fördern.

Studien zur NMES bei COPD

Britische Studie zur NMES als Heimtherapie

Britische Wissenschaftler führten eine Studie mit 25 COPD-Patienten mit einem FEV1-Wert < 50 % durch. Sie nutzten NMES als sechswöchige Heimtherapie, um die Belastbarkeit der Patienten zu erhöhen. Am Ende der aktiven Studienphase war die 6-Minuten-Gehstrecke (6-MWD) der Behandelten um 36 m länger als in der Placebo-Gruppe. Allerdings war der Effekt nach weiteren sechs Wochen ohne NMES fast wieder verschwunden.

Französische Studie zur Coil-Implantation

Französische Forscher führten eine Studie mit 100 Patienten mit schwerer COPD durch. Die Hälfte der Patienten erhielt zusätzlich zur Standardbehandlung (Reha, Bronchodilatatoren, bei Bedarf inhalative Kortikosteroide, Sauerstoff) in beide Lungenflügel jeweils rund zehn Coils implantiert. Die Ergebnisse waren jedoch eher enttäuschend. Nach sechs Monaten hatten in der OP-Gruppe 36 % der Patienten den primären Endpunkt erreicht, eine Verbesserung der 6-MWD um mindestens 54 m, in der Vergleichsgruppe waren es 18 %. Die Coil-Behandlung war mit einer Verringerung der Lungen-Hyperinflation und einer Verbesserung der Lebensqualität verbunden. Die Kosten waren jedoch beträchtlich: Die Unterschiede zwischen beiden Gruppen im Verlauf eines Jahres betrugen rund 48.000 US-Dollar.

Lesen Sie auch: Neuromuskuläre Synapse im Detail

NMES in Kombination mit Fitnesstraining

Eine Studie überprüfte die Wirksamkeit von einem NMES-gestützten Fitnesstraining mit 36 stabilen COPD-Patienten. Diese wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Die Kontrollgruppe erhielt die Standardbehandlung, während die Sportgruppe zusätzlich zur Standardbehandlung ein persönlich zugeschnittenes Sporttherapieprogramm erhielt. Die Forscher untersuchten zu Beginn und Ende der Studie die Leistungsfähigkeit von Herz und Lunge der Patienten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kontrollgruppe keine nachweisbaren Veränderungen der Fitness von Herz und Lunge zeigte. In der Sportgruppe waren die Teilnehmer nach den acht Wochen hingegen nachweislich fitter als zu Beginn der Studie.

NMES als Alternative zum traditionellen Krafttraining

Studien haben gezeigt, dass NMES ebenso effektiv sein kann wie traditionelles Krafttraining. Dies macht NMES zu einer wertvollen Option für COPD-Patienten, die Schwierigkeiten beim körperlichen Training haben.

Vorteile der NMES bei COPD

• Erhöhung der Belastbarkeit: NMES kann die Belastbarkeit und die 6-Minuten-Gehstrecke bei COPD-Patienten verbessern.
• Muskelkräftigung: NMES trägt zur Kräftigung der Muskeln bei und verhindert Muskelabbau, insbesondere bei Patienten, die sich wenig bewegen können.
• Geringe metabolische und ventilatorische Belastung: NMES bietet eine verhältnismäßig geringe metabolische und ventilatorische Belastung während des Trainings, was besonders für COPD-Patienten mit schwerer Krankheitsausprägung von Vorteil ist.
• Verbesserung der Gliedmaßenfunktion und Durchblutung: NMES kann die Gliedmaßenfunktion verbessern und die Durchblutung gelähmter Gliedmaßen steigern.
• Funktionelle Erholung: NMES fördert die funktionelle Erholung durch wiederholte Gliedmaßenbewegungen.
• Veränderung der Muskelzusammensetzung: NMES kann die Zusammensetzung der Muskelfasern verändern, indem es Typ-II-Fasern in Typ-I-Fasern umwandelt, die widerstandsfähiger gegen Ermüdung sind.
• Erhöhung des venösen Blutflusses: Die Aktivierung der Muskelpumpen der unteren Extremitäten durch NMES erhöht den venösen Blutfluss und reduziert so das Risiko einer Thrombusbildung.

Pulmonale Rehabilitation (PR) als umfassender Ansatz

Die pulmonale Rehabilitation (PR) hat sich in über 25 Jahren Forschung als wirksam bei COPD erwiesen. Sie ist im aktuellen Report der Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) als die effektivste therapeutische Maßnahme aufgeführt, um eine Dyspnoe zu reduzieren sowie die körperliche Leistungsfähigkeit und Lebensqualität zu verbessern. Zudem ist PR eine der kostengünstigsten Behandlungsmaßnahmen bei COPD.

Die American Thoracic Society (ATS) und European Respiratory Society (ERS) definieren PR als „evidenzbasierte, multidisziplinäre und umfassende Behandlung für Patienten mit chronischen Erkrankungen der Atmungsorgane, die Symptome aufweisen und in ihren Alltagstätigkeiten eingeschränkt sind“.

Wichtige Effekte der PR:

• Steigerung der Belastungstoleranz
• Reduktion der Kurzatmigkeit
• Steigerung der Lebensqualität
• Verbesserung der körperlichen Aktivität und des Überlebens
• Verbesserung der Körperzusammensetzung und Krankheitsbewältigung
• Verminderung von Gebrechlichkeit, psychologischen Symptomen und kardiovaskulärem Risiko
• Reduktion von Hospitalisierungen

Komponenten der pulmonalen Rehabilitation

Multimodale PR-Programme sollten folgende Komponenten beinhalten:

Lesen Sie auch: Aufbau und Funktion der neuromuskulären Synapse

• Körperliches Training (Ausdauer- und Krafttraining)
• Atemtherapie
• Patientenschulung
• Ernährungsberatung
• Psychologische Betreuung
• Tabakentwöhnungsprogramme

Körperliches Training im Rahmen der PR

Ein wichtiger Teil der PR bei COPD ist das körperliche Training, das die Leistungsfähigkeit und Ausdauer fördert, dem Muskelabbau entgegenwirkt und die Muskelfunktionen trainiert. Für Patienten mit fortgeschrittener COPD stellt das Training jedoch eine große Herausforderung dar, da sie häufig unter Kachexie, Muskelatrophie, mentalen Problemen und weiteren Begleiterkrankungen leiden. Darüber hinaus haben sie eine ausgeprägte Dyspnoe und geraten bei Anstrengung rasch in eine Sauerstoffuntersättigung. Bei diesen Patienten muss das Trainingsprogramm daher besonders sorgfältig angepasst werden.

• Ausdauertraining: Ein gezieltes Ausdauertraining der oberen und unteren Extremitäten gilt als eine der wichtigsten Basiskomponenten in der Trainingstherapie.
• Krafttraining: Ein gezieltes Krafttraining wird für Patienten mit chronischen Lungenerkrankungen auf höchstem Evidenzgrad empfohlen.
• Intervalltraining: Ein Intervalltraining, das durch den unmittelbaren Wechsel von Belastungs- und Erholungsphasen charakterisiert ist, gilt als mögliche alternative Trainingsform, die auch Patienten mit schweren Lungenerkrankungen ein machbares und sinnvolles Ausdauertraining ermöglichen kann.
• Atemmuskeltraining (IMT): Inspiratorisches Atemmuskeltraining wird zunehmend als Bestandteil eines medizinischen Trainingsprogrammes bei pneumologischen Patienten angesehen.
• Vibrationstraining: Durch ein Training auf speziellen Vibrationsplatten lassen sich unterschiedliche Ziele von Muskellockerung oder Mobilisation bis hin zur Muskelfunktionsverbesserung erreichen.

Zusätzliche Optionen im Rahmen der PR

• Sauerstofftherapie: Die zusätzliche Applikation von Sauerstoff während des Trainings kann die körperliche Leistungsfähigkeit steigern, das Ausmaß der dynamischen Überblähung verringern und das subjektive Atemnotempfinden hypoxämischer Patienten reduzieren.
• Nicht-invasive Beatmung (NIV): Die Kombination aus körperlichem Training und NIV bei chronisch hyperkapnisch respiratorischer Insuffizienz stellt einen verhältnismäßig unbekannten und neuen Behandlungsansatz dar.

Lesen Sie auch: Neuromuskuläre Erkrankungen verstehen

tags: #neuromuskulare #elektrische #stimulation #bei #copd