Aktivierung der Atemmuskulatur durch Atemmuskeltraining – Quantifizierung durch EMG

Ein spezifisches Training der inspiratorischen Atemmuskulatur stellt für Patienten mit eingeschränkter Funktion der Atemmuskulatur wie auch für (Leistungs-) Sportler ein wichtiges Hilfsmittel dar. Unklar ist bis dato, in welchem Ausmaß die verschiedenen Trainingsmethoden die einzelnen inspiratorischen Atemmuskeln aktivieren.

Ziel der vorliegenden Studie ist es daher die drei anerkannten Atemmuskeltrainingsmethoden (Inspiratory Threshold Loading: POWERbreathe® (ITL), Targeted Resistive Breathing: RespiFit S® „Ausdauer“ (TRB), Normocapnic Hyperpnoea: SpiroTiger® (NH)) hinsichtlich ihrer jeweiligen Aktivierung bezogen auf die maximale willkürliche Innervation (%_max) der verschiedenen inspiratorischen Atemmuskulaturgruppen (M. sternocleidomastoideus (Sterno), parasternale Muskulatur am 2. Intercostalraum (Para), Zwerchfell (Dia)) bei gesunden Probanden mittels Oberflächen-Elektromyografie (Berechnung als RootMeanSquare (RMS)) zu untersuchen. Alle Trainingsmethoden wurden bei jedem Probanden in randomisierter Reihenfolge mit jeweils 15 min Pause untersucht.

Es wurden 41 gesunde Probanden eingeschlossen. Maximalmaneuver umfassten die nasale Sniff-Druckmessung (SnPna) und den maximalen inspiratorischen Mundverschlussdruck (PImax). M. Sternocleidomastoideus und die parasternale Muskulatur wurden stärker von ITL und NH aktiviert als durch TRB (p < 0,05). Das Zwerchfell wurde durch ITL stärker aktiviert als durch TRB oder NH (p < 0,05).

	M. Sternocleido-mastoideus	Parasternale Muskulatur	Zwerchfell	p
	RMS	RMS	RMS
PImax	269 ± 131	83 ± 96	68 ± 43	Sterno vs. Dia: p < 0,001 Sterno vs. Para: p < 0,001
SnPna	324 ± 110	82 ± 64	65 ± 31	Sterno vs. Dia: p < 0,001 Sterno vs. Para: p < 0,001
	%max	%max	%max
ITL	59 ± 21	46 ± 28	47 ± 21	Sterno vs. Dia: p < 0,05 Sterno vs. Para: p < 0,05
TRB	25 ± 21	23 ± 17	24 ± 10	Nicht signifikant
NH	54 ± 28	45 ± 25	34 ± 15	Sterno vs. Dia: p < 0,001 Sterno vs. Para: p < 0,001

Die verschiedenen Atemmuskeltrainingsmethoden unterscheiden sich hinsichtlich der Aktivierung der verschiedenen inspiratorischen Muskelgruppen. Die Auswahl der Trainingsmethode sollte sich auf die primär zu trainierende Muskelgruppe konzentrieren, wobei alle Methoden vorwiegend die Atemhilfsmuskulatur aktivieren. ITL zeigte die insgesamt stärkste Aktivierung des Zwerchfells.