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Die Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin behandelt die klinische Praxis und deren angrenzende Felder im Sinne translationaler Forschung, die den Einfluss von körperlicher Aktivität, Bewegung, Training und Sport sowie Bewegungsmangel von gesunden Personen und Patienten aller Altersgruppen erforscht. Dies umfasst die Auswirkungen von Prävention, Diagnose, Therapie, Rehabilitation und körperlichem Training sowie das gesamte Feld der Sportmedizin und sportwissenschaftliche, physiologische und biomechanische Forschung.

Die Zeitschrift ist die führende und meistgelesene deutsche Zeitschrift für die gesamte Sportmedizin. Sie richtet sich an alle Ärzte, Physiologen und sportmedizinisch/sportwissenschaftlich interessierte Wissenschaftler aller Disziplinen sowie an Physiotherapeuten, Trainer, Praktiker und Sportler. Die Zeitschrift ermöglicht allen Wissenschaftlern online Open Access zu allen wissenschaftlichen Inhalten und viele Kommunikationsmöglichkeiten.

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Sportmedizin
ORIGINALIA
SPORT UND MYASTHENIA GRAVIS

Belastungsintensitäten für ein Ausdauer- und Krafttraining bei Patienten mit Myasthenia gravis

Endurance and Strength Exercise Intensity in Patients with Myasthenia Gravis

ZUSAMMENFASSUNG

Hintergrund: Patienten mit Myasthenia gravis (MG) sind gekennzeichnet durch eine reduzierte Leistungsfähigkeit bei frühzeitiger Ermüdbarkeit der Willkürmuskulatur, welche unter medikamentöser Behandlung nicht gänzlich auszuschließen ist (restsymptomatische Beschwerden). Die positive Beeinflussung der Muskulatur und der reduzierten Leistungsfähigkeit scheinen über ein gezieltes Krafttraining und Ausdauertraining sinnvoll zu sein. Studien über die Leistungsfähigkeit von medikamentös therapierten Patienten sind noch gering vorhanden. Methode: Wir untersuchten eine MG Gruppe (n = 10, Antikörperbestimmung; Thorax - Computertomographie; Osserman Scale II) hinsichtlich pulmonaler Leistungsfähigkeit (Spirometrie), neuromuskulärer Ermüdung (Oberflächenelektromyographie) und Ausdauerleistungsfähigkeit (Laktat-Stufentest am Fahrradergometer) und verglichen die Ergebnisse mit einer gesunden Kontrollgruppe (angepasst nach Alter, Geschlecht und Aktivität). Ergebnisse: Die Lungenvolumenparameter (VC, FVC, FEV 1.0) unterschieden sich nicht signifikant von der Kontrollgruppe. Bei dynamischen Belastungen mit 60% der dynamischen Maximalkraft reagierten beide Untersuchungsgruppen mit ähnlichen neuromuskulären Ermüdungsreaktionen (Amplituden Slope und Frequenz Slope der Mm. vastus lateralis, deltoideus, trapezius bds.). Lediglich eine signifikant reduzierte absolute maximale Leistung (44Watt) und eine relativ reduzierte Leistung auf das Körpergewicht bezogen (0,70W/kg KG) waren beim Laktat-Stufentest quantifizierbar. Innerhalb der Leistungsfähigkeit wurde der aerobe Bereich um 40% früher verlassen und der anaerobe Bereich um 25 % früher erreicht. Schlussfolgerung: Patienten mit generalisierter MG im Osserman II Stadium zeigten unter medikamentöser Einstellung vergleichbare neuromuskuläre Ermüdungserscheinungen und Lungenvolumina bei einer reduzierten Ausdauerleistungsfähigkeit gegenüber einer gesunden Kontrollgruppe. Ein Ausdauertraining bis 4 mmol/L Laktatkonzentration und ein Kraftausdauertraining 60 % Intensitätsbereich kann als Trainingsempfehlung dienen. Weiterführende Interventionsstudien über den Benefit dieser Belastungsvorgaben sind noch durchzuführen.

Schlüsselwörter: Myasthenia gravis, Ermüdung, Leistungsfähigkeit, Training. 

SUMMARY

Background: Patients with myasthenia gravis (MG) frequently have reduced physical performance capabilities and premature muscle fatiguability despite medical treatment. Patients with MG may benefit from regular endurance and strength training to enhance muscle strength and reduce muscle fatiguability. Method: We analyzed performance capabilities by spirometry (VC, FVC, FEV 1.0), surface electromyography (sEMG from M. vastus lateralis, M. deltoideus, M. trapezius both side), and standardized bicycle ergometry with lactate measurements of 10 patients with MG (Osserman Scale II) and a control group matched by age, sex and activity. Results: MG patients had significantly reduced maximal and relative power outputs (44 Watt and 0,70 W/kg BW) with significantly reduced aerobic (40 %) and anaerobic thresholds (25 %) in the bicycle ergometry compared to the control group. Spirometry data and neuromuscular fatigue data from sEMG did not differ significantly between groups. Conclusion: Compared to controls, MG patients (Osserman II) had significantly reduced endurance capabilities, while pulmonary ventilatory functions and sEMG findings were similar between groups. We recommend that MG patients perform aerobic exercise under 4mmol/l lactate threshold and muscle strengthening with 60% of maximum force. Further research is needed to elucidate whether MG patients may benefit from individualized training programs based on multimodal quantitative testing of performance capabilities. 

Key Words: Myasthenia gravis, fatigue, performance capability, exercise. 

EINLEITUNG

Die Kardinalsymptome von Patienten mit Myasthenia gravis (MG) sind die vorzeitige Muskelermüdung und eine fluktuierende Muskelschwäche unter Belastung. Es liegt eine erworbene Autoimmunerkrankung der neuromuskulären Synapsen mit Acetylcho- linrezeptormangel vor (Muskelendplattendysfunktion) (7). Die fluktuierenden Krankheitssymptome stellen für die meisten Patienten eine erhebliche Beeinträchtigung der täglichen Aktivität und der Lebensqualität dar (8). Obwohl sich unter medikamentöser Therapie die Beschwerden deutlich verbessern, oder sogar ein symptomfreies Leben möglich ist, klagen manche Patienten über Ermüdungserscheinungen und Belastungsintoleranzen (3). Diese restsymptomatischen Beschwerden könnten durch ergänzende physikalische Therapiemaßnahmen oder spezielle sporttherapeutische Interventionen weiter reduziert werden.
Für eine bewegungstherapeutische Intervention bei MG (Sporttherapie, Freizeitsport, Fitnesssport) ist die körperliche Leistungsfähigkeit für ein effektives Training Voraussetzung. Zur Beurteilung der Schwäche und Muskelermüdung bei der MG Erkrankung werden häufig Fragebögen (8), Begutachtungen (16) sowie manuelle Muskelfunktionstests (1) herangezogen. Objektive Funktionsmessungen der Muskelermüdung (13) und der Ausdauerleistungsfähigkeit (3) von MG Patienten liegen erst seit neuester Zeit vor. Objektive Trainings- und Belastungsintensitäten für die Sportausübung außerhalb der Therapiemaßnahmen liegen aber noch nicht vor.
Das Ziel der Studie ist, anhand einer Leistungsdiagnostik (neuromuskuläre, pulmonale und Ausdauerleistungsfähigkeit) die Belastbarkeit von medikamentös gut eingestellten MG Patienten zu evaluieren, um daraus Grundlagen zur Trainingssteuerung abzuleiten.  

MATERIAL UND METHODE

Stichprobe
Wir rekrutierten 10 Patienten mit generalisierter MG (Antikörperbestimmung; Thorax - Computertomographie; Osserman Scale IIa und IIb) (Tab.1) im Zuge einer klinischen Routinekontrolle. Alle Patienten befanden sich in bester medikamentöser Therapie. Der sportliche Aktivitätslevel der Patienten wurde mittels eines vorangegangenen Fragebogens evaluiert. Nach der Definition der Patientengruppe wurde eine alters-, geschlechts- und sportaktivitätsgemachte Stichprobe als gesunde Kontrollgruppe rekrutiert.

Messdurchführung
Alle Teilnehmer der Studie absolvierten nach ihrer schriftlichen Zustimmung zu Studie folgende Messreihenfolge: Spirometrie, OEMG, Ausdauerleistungsfähigkeit.
Zur Erhebung der Lungen- und Atemfunktion wurde der Spirovit SP-1 (Schiller® Health Care Ltd, Switzerland) eingesetzt. Die gewählten Parameter aus der Hand-Spirometrie waren die Vitalkapazität (VC); forcierte Vitalkapazität (FVC); die 1 Sekunden Kapazität (FEV 1.0). Zur Datenanalyse wurde aus drei Versuchen der jeweils beste Atemwert herangezogen.
Zur Quantifizierung der neuromuskulären Ermüdung wurde eine Oberflächenelektromyographie (OEMG) der Firma Noraxon® USA angewendet. Die gewählten Muskeln (Mm. vastus lateralis, deltoideus (Pars acromialis und trapezius (Pars descendens) - jeweils beidseits) wurden mit 20 Bewegungswiederholungen und 60 % der dynamischen Maximalkraft (1-Repetition-Maximum in Kilogramm) belastet.
Die OEMG Messvorbereitungen, die Testpositionen und die Übungsdurchführungen für alle gewählten Muskeln erfolgten nach den Richtlinien von Freiwald et al. (4). Als relevante Ermüdungsparameter der muskulären Aktivität wurden die Amplituden Regressionskoeffizienten der linearen Regression und die Frequenz Regressionskoeffizienten der linearen Regression aus den dynamischen Belastungen berechnet (2) (Abb. 1 und 2).
Am Ende der Testbatterie wurde der Laktat-Stufentest am Fahrradergometer (Kardiomed - proxomed®) mit einer Anfangsbelastung von 25 Watt alle 4 Minuten um 25 Watt steigernd bis zur Ausbelastung durchgeführt (Borg ≥ 18; Erreichen der maximalen Herzfrequenz). Die Laktatwerte wurden aus dem hyperämisierten Ohrläppchen am Ende jeder Belastungsstufe gewonnen und mit Accutrend Lactat (Boehringer Mannheim®) analysiert.
Zur statistischen Auswertung wurde die maximale Ist-Leistung (W) sowie die Ist-Leistung pro kg Körpergewicht (W/kg KG), die maximale Herzfrequenz (bpm) und der maximale Laktatwert (mmol/L = mmol/L Laktat) herangezogen. Zusätzlich wurden die Leistungen bei Laktatkonzentrationen von 2mmol/L und 4 mmol/L ausgewertet.
Zwischen den einzelnen Testaufgaben wurde eine Erholungsphase von 30 Minuten eingehalten. Für den statistischen Vergleich wurden die Daten auf Normalverteilung geprüft (Kolmogorov-Smirnoff Test). Anschließend wurden die Mittelwerte mittels Student`s-Test für unabhängige Stichproben verglichen (Signifikanzniveau 5 %; SPSS 13.0; Chicago. IL).

ERGEBNISSE

Die Untersuchungsgruppen unterschieden sich nicht bezüglich Alter (p = 0,736), Größe (p = 0,981), Gewicht (p = 0,375) und Body Mass Index (p=0,276) (Tab.1).
Die Ausprägungen der gewählten Lungenfunktionsparameter aus der Hand-Spirometrie waren zwischen den optimal eingestellten MG Patienten und der Kontrollgruppe ohne signifikanten Unterschied (VC: p = 0,813, FVC: p = 0,714, FVC 1.0: p = 0,173).
Bei den dynamischen Kraftausdauerbelastungen wurden zwischen der Patientengruppe und der Kontrollgruppe keine signifikanten Unterschiede gefunden (Amplitude Regressionskoeffizient: M. vastus lateralis rechts: p = 0,330 und links: p = 0,375; M. deltoideus (Pars acromialis) rechts: p=0,692 und links: p = 0,202; M. trapezius pars descendens rechts: p = 0,527 und links: p = 0,462; Frequenz Regressionskoeffizient: M. vastus lateralis rechts: p = 0,173 und links: p = 0,287; M. deltoideus (Pars acromialis) rechts: p = 0,577 und links: p = 0,908; M. trapezius (Pars descendens) rechts: p = 0,477 und links: p = 0,486).
Aus den Ergebnissen des Laktat - Stufentests konnten signifikante Defizite zwischen MG Patienten und der Kontrollgruppe evaluiert werden. Die Patientengruppe erreichte eine verringerte maximale Leistung um 44 Watt (p = 0,046) und um 0,70 Watt geringere maximale Leistung pro kg Körpergewicht (p = 0,015) bei gleichen maximalen Laktatwerten (p = 0,391) und maximalen Herzfrequenzen (p = 0,270).
Die 2 mmol/L Konzentration wurde im Mittel bei der MG Gruppe bei 56 Watt erreicht, die der Kontrollgruppe bei 94 Watt. Diese Differenz von 38 Watt im Mittel war signifikant (p = 0,026). Auch die 4 mmol/L Konzentration wurde in der MG Gruppe um 39 Watt früher erreicht als bei der Kontrollgruppe (p=0,033) (Tab.2).

DISKUSSION

In der vorliegenden Studie wurden das pulmonale Leistungsvermögen, die neuromuskuläre Ermüdung und die Ausdauerleistungsfähigkeit von Myasthenia gravis Patienten (Osserman Stadium II) untersucht. Das Krankheitsbild der betroffenen Patienten ist gekoppelt mit einer Muskelschwäche und einer Belastungsintoleranz mit frühzeitigen Ermüdungserscheinungen. Eine sportliche Belastung erscheint sinnvoll, um den symptomatischen Krankheitsverlauf sowie die erhöhten zusätzlichen Risikofaktoren positiv zu beeinflussen. Anhand der mangelnden Studienlage zu den Auswirkungen von Fitnesstraining bzw. Sportinterventionen bei MG Patienten werden nur ungenaue Trainingsvorgaben empfohlen. Zu unterschiedlich sind die Angaben in der Literatur bei geringer wissenschaftlich fundierter Studienlage. So vermutet Kilmer (6) ähnliche Anpassungsreaktionen auf ein Ausdauertraining wie von gesunden Personen. Die Empfehlung von Grohar-Murray et al. (5) reichen von „jegliches sportliche Training zu unterlassen“ bis zur Empfehlung, „so aktiv wie möglich“ zu sein. Die Deutsche Myasthenie Gesellschaft e.V. empfiehlt in den Richtlinien 2010 für die sportliche Betätigung extreme Belastungen zu vermeiden (12), ohne genauere Intensitäts- und Umfangsvorgaben zu definieren.
Für die therapeutische Intervention der begleitenden Schluck- und Atembeschwerden infolge der muskulären Schwäche bei der MG liegen bereits Interventionsstudien mit ableitbaren Trainingsdefinitionen vor. Diese Trainingsstudien überprüften die Wirksamkeit eines inspiratorischen Atemtrainings. Dabei sind Verbesserungen der respiratorischen Muskelkraft und -ausdauer ohne Zunahme der Lungenvolumskapazität bei MG quantifizierbar (10). Die daraus ableitbaren Trainingsrichtlinien empfehlen einen 8-wöchigen Trainingszeitraum mit 5 Trainingseinheiten pro Woche. Das Atemfunktionstraining pro Trainingseinheit dauerte 45Minuten. Der Atemwiderstand des „Treshold Inspiratory Muscle Trainer“ sollte von anfänglich 30% des maximalen inspiratorischen Druckes, ab der 3. Woche auf 45 % und ab der 6. Woche auf 60% des maximalen inspiratorischen Druckes gesteigert werden.
Die Ergebnisse aus der neuromuskulären Ermüdung in dieser Studie deckten sich mit den Ergebnissen von Symonette et al. (13). Anhand eines Biodex Dynamometers, System 3 konnte eine signifikant reduzierte Muskelkraft der Schultermuskulatur von MG Patienten quantifiziert werden, aber der daraus abgeleitete Hinweis auf eine signifikant höhere Muskelermüdung (systemspezifischer Fatigue-Test) gelang nicht. Wie in der Studie von Symonette et al. (13) konnten wir keine signifikant erhöhte Muskelermüdung bei den dynamischen Kontraktionen mit 60% der Maximalkraft der Mm. vastus lateralis, deltoideus, trapezius bds. nachweisen.
Diese Intensitätsvorgabe scheint auch von anderen NME wie der Myotonen Dystrophie (14) zu einer Muskelkraftverbesserung beizutragen. Häufiger findet man Intensitätsangaben über die maximale Wiederholungszahl (8 - 15 Wiederholungen) welche bei Chronischer Peripherer Neuropathie (11) Facioscapulohumerale Muskeldystrophie (9), Dermato- und Polymyositis (15) zu einer Verbesserung der Muskelkraft führen.
Zusammenfassend zeigten die Ergebnisse der vorliegenden Studie eine signifikant reduzierte Ausdauerleistungsfähigkeit bei normaler neuromuskulärer Ermüdung und spirometrischen Daten bei klinisch stabilen MG Patienten gegenüber einer aktivitätshomogenen Kontrollgruppe und bestätigten nur teilweise die Ergebnisse aus Elsais et al. (3). Bei einem ähnlichen Studiendesign legten die Autoren primär auf die respiratorische Funktion bei MG unter einer Ausdauerbelastung wert, eine Ableitung von Trainingsrichtlinien wurde aber nicht definiert.
Ein limitierender Faktor der Studie liegt in der Zuordnung der Vergleichspaare nach der sportlichen Aktivität (sporthomogene Gruppen). Die Aktivitätsniveaus reichten von „kein Sport“ bis zu „flott spazieren gehen“ und „locker Rad fahren“. Alle Teilnehmer ordneten sich dem Freizeitsport ohne Leistungsgedanken zu. Auch kann bei aller Sorgfalt eine unterschiedliche interindividuelle Oberflächenelektrodenpositionierung an den gewählten Muskeln zu unterschiedlicher Signalqualität und daher auch zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Um einen ungewollten Ermüdungseffekt aus der vorangegangenen neuromuskulären Beanspruchungen der beiden M. vastus lateralis zu eliminieren, könnte der anschließende Laktat-Stufentest am darauf folgenden Tag durchgeführt werden.

Fazit
Myasthenia gravis Patienten im Osserman II Stadium haben eine reduzierte Ausdauerleistungsfähigkeit ohne Muskelfunktionsdefiziten. Die vorliegende Patientengruppe toleriert Ausdauerbelastungen bis zu einer Laktatkonzentration von 4mmol/L und Kraftausdauerbelastungen von 60 % der maximalen Kontraktionen. Weiterführende Trainingsstudien über die Trainierbarkeit und die Wirksamkeit der vorliegenden Belastungsempfehlungen für MG Patienten sind noch durchzuführen.

Angaben zu finanziellen Interessen und Beziehungen, wie Patente, Honorare oder Unterstützung durch Firmen: Keine. 

LITERATUR

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  3. Elsais A, Johansen B, Kerty E: Airway limitation and exercise intolerance in well-regulated myasthenia gravis patients. Acta Neurol Scand 190 (2010) S12-17.
  4. Freiwald J, Baumgartner C, Konrad P: Einführung in die Elektromyographie. Sport – Prävention – Rehabilitation. Spitta, Balingen, 2007.
  5. Grohar-Murray ME, Becker A, Reilly S, Ricci M: Self-care actions to manage fatigue among myasthenia gravis patients. J Neurosci Nurs 30 (1998) 191-199.
  6. Kilmer DD: Response to aerobic exercise training in humans with neuromuscular disease. Am J Phys Med Rehabil 81 (2002) S148-150.
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  10. Rassler B, Hallebach G, Kalischewski P, Baumann I, Schauer J, Spengler CM: The effect of respiratory muscle endurance training in patients with myasthenia gravis. Neuromuscul Disord 17 (2007) 385- 391.
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Korrespondenzadresse:
Thomas Wolfsegger
Landes-Nervenklinik Wagner-Jauregg
Universitätslehrkrankenhaus
Wagner-Jauregg-Weg 15
4020 Linz
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