Funktionelle Effekte unterschiedlicher Trainingsformen bei Patienten mit COPD[1]

Zusammenfassung:

Belastungseinschränkung und Dyspnoe bei Patienten mit COPD führten zu unterschiedlichen Rehabilitationsprogrammen mit dem Ziel einer Steigerung der Leistungsfähigkeit bei gleichzeitiger Besserung der Dyspnoe. Zur Klärung der Effizienz eines Ausdauertrainings (Trainingsgruppen P1 und P4), eines Krafttrainings (P2 und P5) oder einer Kombination von beiden (P3 und P6) wurden 69 Patienten mit mittel- bis schwergradiger COPD (44 Männer/25 Frauen) randomisiert einem dreiwöchigen stationären Trainingsprogramm ohne (P1 - P3) oder mit Sauerstoffgabe (P4 - P6) zugeführt. Vor und nach dem Rehaprogramm wurden bei allen Patienten Lungenfunktionsuntersuchungen und Belastungstests durchgeführt. Die subjektive Dyspnoe wurde mittels einer visuellen Analogskala, das Belastungsgefühl mit der Borg-Skala gemessen. Das Ausdauertraining erfolgte dreimal wöchentlich auf einem kalibrierten Fahrradergometer mit 70 % der maximalen Leistungsfähigkeit, das Krafttraining dreimal wöchentlich kraftausdauerorientiert mit 40 % der berechneten Maximalkraftleistung.

Die Lungenfunktion und arteriellen Blutgase blieben weitgehend unverändert. Der 6-Minuten-Gehstreckentest (6MT) zeigte bei allen Gruppen (außer P2) eine signifikante Zunahme der Gehstrecke zwischen 60 - 83 m. Die benötigte Zeit für den Test alltagsmotorischer Fertigkeiten (TAF) verbesserte sich in allen Gruppen um 5 bis 58 Sekunden und erreichte bei P1, P3, P5 und P6 Signifikanzniveau.

Die Dyspnoe nach dem 6MT besserte sich bis auf P4 in allen Gruppen, signifikant in P1 und P3, nach dem TAF in allen Gruppen, signifikant in P2 und P5.

Zusammenfassend belegen die Untersuchungen die Effizienz eines kurzzeitigen stationären Rehaprogramms. Patienten mit weit fortgeschrittener Erkrankung (P4 - P6) profitieren deutlicher von einem Kraftausdauertraining (allein als auch in Kombination), während Patienten der Gruppen P1 - P3 ein Ausdauertraining eher zu empfehlen ist. Die Verbesserungen der Belastbarkeit und der Dyspnoe tragen zu einer Steigerung der täglichen Aktivitäten und letztendlich zu einem gesteigerten Wohlbefinden bei.

Functional Effects of Different Training in Patients with COPD:

Disability and exertional dyspnea associated with chronic obstructive pulmonary disease has led to the development of rehabilitation programmes that aim to increase exercise tolerance and relief of dyspnea. To evaluate whether aerobic training (training groups P1 and P4), strength training (P2 and P5) or a combination of both (P4 and P6) is useful, 69 patients (44 m/25 f) with moderate to severe COPD were randomised to a three week inpatient training program. The training consisted of three weekly twenty minute exercise sessions without (P1 - P3) or with supplemental oxygen (P4 - P6) on a calibrated ergocycle (70 % W_max) or three weekly sessions of 20 - 25 repetitions of 2 - 4 training series (40 % W_max) or a combination of both.

In general, the programme failed to demonstrate significant changes in lung function and arterial blood gases. Evaluation of exercise capacity via the six-minute-walking test (6MT) yielded a significant increase of the walking distance in all groups except P2 (60 - 83 m), The time to finish a test-set of daily activities (TAF) was reduced in all groups (5 - 58 sec) and reached significance in P1, P3, P5 and P6.

After the 6MT, exertional dyspnea improved in all groups except P4 and was significant in P1 and P3; after the TAF, dyspnea again was reduced in all groups with a significant change in P2 and P5.

These data support the hypotheses that a short term inpatient training programme is suitable to improve exercise-capacity and dyspnea. Patients with advanced disease (P4 - P6) show greater benefits with strength training (alone or in combination with aerobic training) while for patients with moderate disease (P1 - P3) aerobic training is favourable. These changes may translate into improved performance of daily activities and general well-being.

1 Diese Arbeit ist Teil der Promotionsarbeit von Frau K. Bastian.

Literatur

• 1 Vital Statistics of the United States .1988, Vol. II, Mortality, Part A. 90 - 110. Hyattville: MD, US Department of Health and Human Services 1990
• 2 Young A. Rehabilitation of patients with pulmonary disease.  Ann Acad Med. 1983;  12 410-416
• 3 Bernard S, LeBlanc P, Whittom F, Carrier G, Jobin J, Belleau R, Maltais F. Peripheral muscle weakness in patients with chronic obstructive pulmonary disease.  Am J Crit Med. 1998;  158 629-634
• 4 Goldstein R S, Gart E H, Stubbing D, Avendado M A, Guyatt G H. Randamised controlled trial of respiratory rehabilitation.  Lancet. 1994;  344 1394-1397
• 5 Ries A C, Kaplan R M, Limberg T M, Prewitt L M. Effects of pulmonary rehabilitation on physiologic and psychosocial outcomes in patients with chronic obstructive pulmonary disease.  Ann Intern Med. 1995;  122 823-832
• 6 Casaburi R, Patessio A, Ioli F, Zanaboni S, Donner C F, Wasserman K. Reductions in exercise lactat acidosis and ventilation as a result of exercise training in patients with obstructive lung disease.  Am Rev Respir Dis. 1991;  143 9-18
• 7 O'Donnell D E, McGuire M A, Samis L, Webb K A. The impact of exercise reconditioning on breathlessness in severe chronic airflow limitation.  Am J Respir Crit Care Med. 1995;  152 2005-2013
• 8 Kirsten D K, Taube C, Lehnig K B, Jörres R A, Magnussen H. Exercise training improves recovery in patients with COPD after an acute exacerbation.  Respir Med. 1998;  92 1191-1198
• 9 American Thoracic Society . Pulmonary Rehabilitation - 1999.  Am J Respir Crit Care Med. 1999;  159 1666-1682
• 10 Donner C F, Muir J F. Rehabilitation and chronic care scientific group of the European Respiratory Society. Selection criteria and programms for pulmonary rehabilitation in COPD patients.  Eur Respir J. 1997;  10 744-757
• 11 Worth H, Meyer A, Folgering H, Kirsten D, Lecheler J, Magnussen H, Pleyer K, Schmidt S, Schmitz M, Taube K, Wettengel R. Empfehlungen der Deutschen Atemwegsliga zum Sport und körperlichen Training bei Patienten mit obstruktiven Atemwegserkrankungen.  Pneumologie. 2000;  54 61-67
• 12 Quanjer P H. Standardized lung function testing.  Bull Eur Physiopathol Respir. 1983;  5 1-92
• 13 Quanjer P H, Tammeling G J, Cotes J E, Peterson O F, Peslin R, Yernault J C. Lung Volumes and forced ventilatory flows.  Eur Respir J. 1993;  6 (Suppl 16) 5-40
• 14 Deutsche Gesellschaft für Pneumologie . Empfehlungen zur Durchführung und Bewertung von Belastungsuntersuchungen in der Pneumologie.  Pneumologie. 1998;  52 225-231
• 15 Gustavsen R, Streeck R. Trainingstherapie im Rahmen der Manuellen Medizin. Stuttgart: Thieme 1997: 53
• 16 Wegner R E, Jörres R A, Kirsten D K, Magnussen H. Factor analysis of exercise capacity, dyspnoe ratings and lung function in patients with severe COPD.  Eur Respir J. 1994;  7 725-729
• 17 Guyatt G H. The use of the six-minute walk test as an outcome measure in clinical trials in chronic heart failure.  Heart failure. Oct/ Nov 1987;  211-217
• 18 Wijkstra P J, Van der Mark T B, Kraan J, Van Altena R, Koeter G H, Postma D S. Long-term effects of home rehabilitation on physical performance in chronic obstructive pulmonary disease.  Am J Respir Crit Care Med. 1996;  153 1234-1241
• 19 Mahler D A, Wells C K. Evaluation of clinical methods for rating dyspnoe.  Chest. 1988;  93 580-586
• 20 Borg A. Psychophpysical bases of perceived exertion.  Med Sci Sports Exerc. 1982;  14 377-381
• 21 Würtemberger G, Bösch W. Vorrichtung zur Zufuhr von Atemgas zu einem Patienten. München: Deutsches Patentamt, Nr. 4309923 1995
• 22 Knox A J, Morrisson J F, Moers M F. Reproducibility of walking test results in chronic obstructive airways disease.  Thorax. 1988;  43 388-392
• 23 Mungall I PF, Hainsworth R. An objective assessment of the value of exercise training to patients with chronic obstructive pulmonary disease.  Q J Med. 1980;  193 77-85
• 24 Sinclair D JM, Ingram C G. Controlled trial of supervised exercise training in chronic bronchitis.  Br Med J. 1980;  1 519-521
• 25 Alfaro V, Torras R, Prats M T, Palacios C, Ibanez J. Improvement in exercise tolerance and spirometric values in stable chronic obstructive pulmonary disease patients after an individualized outpatient rehabilitation programme.  J Sports Med Phys Fitness. 1996;  36 195-203
• 26 Berry N J, Rejeski W J, Adair N E, Zaccaro W. Exercise rehabilitation and chronic obstructive pulmonary disease stage.  Am J Respir Crit Care Med. 1999;  160 1248-1253
• 27 Holden W A, Stelmach K D, Curtis P S, Beck G J, Stoller J K. The impact of a rehabilitation program on functional status of patients with chronic lung disease.  Respir Care. 1990;  35 332-341
• 28 Cockcroft A, Saunders M J, Berry G. Randomized controlled trial of rehabilitation in chronic respiratory disability.  Thorax. 1981;  36 200-203
• 29 Atkins C J, Kaplan R M, Timms R M, Reinsch S, Lofback D. Behavioral exercise programs in the management of chronic obstructive pulmonary disease.  J Consult Clin Psychol. 1984;  52 591-603
• 30 Lacasse Y, Wong E, Guyatt G H, King D, Cook D J, Goldstein R S. Meta-analysis of respiratory rehabilitation on chronic obstructive pulmonary disease.  Lancet. 1996;  348 1115-1119
• 31 Barach A L. Ambulatory oxygen therapy: oxygen inhalation at home and out-of-doors.  Dis Chest. 1959;  35 229-241
• 32 Barach A L, Bickerman H A, Beck G. Advances in treatment of non-tuberculous pulmonary disease.  Bull NY Acad Med. 1952;  28 353-384
• 33 Wasserman K, Whipp B J. Exercise physiology in health and disease.  Am Rev Respir Dis. 1975;  112 219-249
• 34 Butler J, Schrijen F, Henriquez A, Polu J-M, Albert R K. Cause of raised wedge pressure on exercise in chronic obstructive pulmonary disease.  Am Rev Respir Dis. 1988;  138 350-354
• 35 O'Donnell D E, Webb K A. Exertional breathlessness in patients with chronic airflow limitation. The role of lung hyperinflation.  Am Rev Respir Dis. 1993;  148 1351-1357
• 36 McDonald C F, Blyth C M, Lazarus M D, Marschner I, Barter C E. Exertional oxygen of limited benefit in patients with chronic obstructive disease and mild hypoxemia.  Am J Respir Crit Care Med. 1995;  152 1616-1619
• 37 Payen J, Wuyam B, Levy P. Muscular metabolism during oxygen supplementation in patients with chronic hypoxemia.  Am Ref Respir Dis. 1993;  147 592-598
• 38 Incalzi R A, Fuso L, Rizzi T, Sammaro S, Dicorcia A, Albano A, Pistelli R. Acute oxygen supplementation does not relieve the impairment of respiratory muscle strength in hypoxemic COPD.  Chest. 1998;  113 334-339
• 39 Maltais F, Simard A-A, Simard C, Jobin J, Desgagnés P, LeBlanc P. Oxidative capacity of the skeletal muscle and lactic acid kinetics during exercise in normal subjects and in patients with COPD.  Am J Respir Crit Care Med. 1996;  153 288-293
• 40 Whittom F, Jobin J, Simard P M, LeBlanc P, Simard C, Bernard S, Belleau R, Maltais F. Histochemical and morphological characteristics of the vastus lateralis muscle in patients with chronic obstructive pulmonary disease.  Med Sci Sports Exerc. 1998;  30 1467-1474
• 41 Ries A L, Allis B, Hawkins R W. Upper extremity exercise training in chronic obstructive pulmonary disease.  Chest. 1988;  93 688-692
• 42 Lake F R, Henderson K, Briffa T, Openshaw J, Musk A W. Upper limb and lower limb exercise training in patients with chronic airflow obstruction.  Chest. 1990;  97 1077-1082
• 43 O'Donnell D E, Webb K A, McGuire M A. Older patients with COPD: benefits of exercise training.  Geriatrics. 1993;  48 59-66
• 44 Bernard S, Whittom F, LeBlanc P, Jobin J, Belleau R, Bérubé Ch, Carrier G, Maltais F. Aerobic and strength training in patients with chronic obstructive pulmonary disease.  Am J Respir Crit Care Med. 1999;  159 896-901
• 45 Heinonen A, Kannus P, Sievanen H, Oja P, Pasanen M, Rinne M, Uusi-Rasi K, Vuori I. Randomized controlled trial of effect of high-impact exercise on selected risk factors for osteoporotic fractures.  Lancet. 1996;  348 1343-1347
• 46 McEvoy C E, Ensrud K E, Bender E, Genant H K, Yu W, Griffith J M, Niewoehner D E. Association between corticosteroid use and vertebral fractures in older man with chronic obstructive pulmonary disease.  Am J Respir Crit Care Med. 1998;  157 704-709
• 47 Behnke M, Taube C, Kirsten D, Lehnigk B, Jörres R A, Magnussen H. Home-based exercise is capable of preserving hospital-based improvements in severe chronic obstructive pulmonary disease.  Respir Med. 2000;  94 1184-1191

1 Diese Arbeit ist Teil der Promotionsarbeit von Frau K. Bastian.