Körperliches Training bei pulmonaler Hypertonie – ein systematisches Review mit Metaanalyse

Zusammenfassung

Hintergrund Pulmonale Hypertonie (PH) ist definiert als ein Anstieg des mittleren pulmonal-arteriellen Drucks auf > 20 mmHg in Ruhe, der auf Dauer zu einer Rechtsherzinsuffizienz führen kann. Bis vor einigen Jahren wurde PH-Patienten wegen der Befürchtung einer möglichen Symptomverschlechterung und dem Auftreten unerwünschter, belastungsassoziierter klinischer Ereignisse von körperlichem Training abgeraten.

Methoden Drei elektronische Datenbanken wurden mit folgenden Suchbegriffen nach randomisiert, kontrollierten Studien durchsucht, in denen eine Trainingsintervention bei PH-Patienten untersucht wurde: „pulmonary hypertension ODER „pulmonary arterial hypertension“ UND „exercise“ ODER „pulmonary rehabilitation“ UND „randomized“.

Ergebnisse In dieser Metaanalyse konnten Daten von 5 Studien mit insgesamt 187 PH-Patienten eingeschlossen werden, welche 3- bis 12-wöchige Trainingsprogramme (z. B. 10 – 45 Minuten Ergometertraining; 60 – 80 % der maximalen Herzfrequenz) absolvierten. Patienten in den Trainingsgruppen wiesen im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikante (p < 0,001) Verbesserungen ihrer körperlichen Belastbarkeit auf: 6-Minuten-Gehtest: + 45 m [95 % KI: 26 m – 64 m] oder maximale Sauerstoffaufnahme VO ₂ peak + 2,3 ml/kg/min [95 % KI: 1,8 ml/kg/min – 2,9 ml/kg/min]. Auch Komponenten der körperlichen und psychischen Lebensqualität verbesserten sich signifikant. Ernsthafte, unerwünschte Ereignisse im Rahmen der Trainingsinterventionen wurden nicht beobachtet.

Schlussfolgerung Ein individuell angepasstes Trainingsprogramm bei stabilen PH-Patienten kann nach zuvor optimierter medikamentöser Therapie die körperliche Belastbarkeit und Lebensqualität ohne nachweisbare klinische Gefährdung verbessern. Diese Einschätzungen basieren bisher nur auf kleinen Fallzahlen und größere, randomisierte Studien mit unterschiedlichen PH-Schweregraden sind dringend notwendig.

Abstract

Background Pulmonary hypertension (PH) is defined as an elevation of mean pulmonary-arterial pressure by > 20 mmHg at rest, which may lead to right heart failure. Physical exercise has not been regularly recommended for PH patients for fear of symptom deterioration or occurrence of exercise-induced adverse events.

Methods Three electronic databases were searched for randomized, controlled trials investigating exercise training in PH patients using the following keywords: “pulmonary hypertension” OR “pulmonary arterial hypertension” AND “exercise” OR “pulmonary rehabilitation” AND “randomized”.

Results Five studies involving 187 PH patients were included in this systematic review. Exercise programs lasted for 3 – 12 weeks (e. g. endurance training for 10 – 45 minutes; 60 – 80 % of the peak heart rate). PH patients significantly improved exercise capacity compared to controls in 6-minute walk distance (+ 45 m; 95 % CI: 26 m – 64 m) or peak oxygen consumption (+ 2.3 ml/kg/min; 95 % CI: 1.8 – 2.9 ml/kg/min), both p < 0.001. Also, physical and mental quality of life improved significantly by exercise training. No exercise-induced adverse events were observed.

Conclusion Supervised exercise training can safely and significantly improve physical performance and quality of life in clinically stable PH patients with optimal drug treatment. However, larger studies including a wider range of PH are mandatory.

Hintergrund

Pulmonale Hypertonie (PH) ist nach den aktuellen Empfehlungen der PH-Weltkonferenz definiert als ein Anstieg des mittleren pulmonal-arteriellen Drucks (mPAP) > 20 mmHg in Ruhe (gemessen mittels Rechtsherzkatheter) [1]. Diese konstante Druckerhöhung kann auf Dauer zu einer Dilatation und Insuffizienz des rechten Ventrikels führen [2]. Die weltweite Prävalenz der PH wird auf 1 %, bei über 65-Jährigen sogar auf bis zu 10 %, geschätzt [3]. Aufgrund der unterschiedlichen Pathophysiologie wird die PH in 5 klinische Gruppen eingeteilt ([Abb. 1]) [4]. Unabhängig von der Ätiologie ist eine PH charakterisiert durch zunehmende Belastungsdyspnoe, einer reduzierten körperlichen Belastbarkeit und einer eingeschränkten Lebensqualität [5].

Abb. 1 Die wichtigsten Formen der pulmonalen Hypertonie [44]. Abkürzungen: COPD, chronisch obstruktive Lungenerkrankung; CTEPH, chronisch thromboembolische pulmonale Hypertonie; HIV, humanes Immundefizitivrus; ILD, interstitielle Lungenerkrankung; PAH, pulmonal arterielle Hypertonie

Unabhängig von der WHO-Gruppierung und der Therapie der PH ist die Klinik für die Einschätzung der Prognose der Patienten entscheidend. Mit Zunahme der Beschwerden steigt das Mortalitätsrisiko an [3]. Ab Diagnosestellung liegt die 1-Jahres-Mortalität in Abhängigkeit des Schweregrades zwischen 2,8 % und 21,2 % [6].

Bei Gesunden steigt der mPAP von in Ruhe 13,8 ± 3,1 mmHg auf 25,6 ± 5,6 mmHg bei maximaler Belastung [7]. Bei PH-Patienten steigt dieser von bereits erhöhten Basiswerten von 30,9 ± 8,9 mmHg auf 48,4 ± 11,1 mmHg an [8]. Da der rechte Ventrikel sensitiv auf Druckveränderungen reagiert und durch Dilatation häufig insuffizient geworden ist, ist die Auswurffraktion während Belastung im Vergleich zu Gesunden um 26 % verringert [8]. Zudem wird der linke Ventrikel bei PH-Patienten während Belastung weniger stark gefüllt [9]. Somit halbiert sich das maximale Herzzeitvolumen von 20,5 ± 3,8 l/min auf 10,4 ± 3,6 l/min [7] [8]. Bis vor einigen Jahren wurde deshalb PH-Patienten, aus Sorge vor einer Verschlechterung der Symptome und dem Auftreten unerwünschter belastungsassoziierter Ereignisse, von körperlichem Training noch abgeraten [10].

2015 wurden internationale Leitlinien veröffentlicht, in denen körperliches Training für dekonditionierte PH-Patienten (WHO Gruppe 1) empfohlen wird, allerdings mit mittlerer Evidenz (Evidenzklasse IIa) [5]. Zudem gibt es noch Unklarheiten über die ideale Trainingsform (Ausdauer, Kraft etc.), die Trainingsintensität, den notwendigen Grad der Supervision und die Sicherheit für schwere PH-Stadien. Für die anderen PH-Klassifikationen (WHO Gruppen 2 – 5) wurde der Stellenwert körperlichen Trainings nicht explizit erwähnt. Es spricht aber von pathophysiologischer Seite kein Grund dafür, dass dies nicht extrapoliert werden darf, gerade auch bei den WHO Gruppen 2 (kardiale Ursache der PH) und 3 (pulmonale Ursache der PH). Auch bei diesen Patientengruppen wird ein Training im moderaten und intensiven Bereich gut toleriert und führt zu Verbesserungen der funktionellen Belastbarkeit und Lebensqualität [11] [12] [13] [14].

Das Ziel dieser systematischen Übersichtsarbeit ist es deshalb, die Effektivität und Sicherheit körperlichen Trainings bei Patienten mit allgemeiner PH umfassend darzustellen.

Methoden

Dieses systematische Review wurde nach den Gütekriterien des Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) Statements [15] durchgeführt und vorab auf dem international prospective register of systematic reviews (PROSPERO) unter www.crd.york.ac.uk veröffentlicht (ID: CRD42018081806).

Literaturrecherche

Folgende elektronische Datenbanken wurden bis einschließlich 12. November 2018 durchsucht und am 02. April 2019 aktualisiert: PubMed (Medline), Cochrane Library und PEDro. Eine Kombination aus folgenden Suchbegriffen wurde für die Literaturrecherche verwendet: „pulmonary hypertension“ ODER „pulmonary arterial hypertension“ UND „exercise“ ODER „pulmonary rehabilitation“ UND „randomized“. Die Literaturlisten aller eingeschlossenen Publikationen wurden manuell nach weiteren möglichen Studien durchsucht.

Ein- und Ausschlusskriterien für Literatur

Es wurden englisch- oder deutschsprachige Originalpublikationen von randomisiert-kontrollierten Studien eingeschlossen, in denen PH-Patienten aller WHO Gruppen und Krankheitsstadien in eine Gruppe mit körperlichem Trainingsprogramm und eine Kontrollgruppe randomisiert wurden. Ausgeschlossen wurden Übersichtsarbeiten, Beobachtungsstudien, nicht randomisierte Studien und Studienprotokolle.

Outcomes

Die primären Outcome-Parameter dieses systematischen Reviews waren die körperliche Leistungsfähigkeit (gemessen in maximaler Wattleistung, maximale Sauerstoffaufnahme oder Gehstrecke in einem Gehtest), die Lebensqualität (erhoben mittels Fragebögen) sowie das Auftreten unerwünschter trainingsassoziierter Ereignisse. Des Weiteren wurden Veränderungen folgender sekundärer Outcome-Parameter vor und nach Training erhoben, falls vorhanden: maximale Muskelkraft, New York Heart Association (NYHA)-Klassifikation, kardiopulmonale Hämodynamik (mPAP), pro-BNP, klinische Verschlechterung während der Follow-up-Periode.

Datenextraktion und Bias-Risiko-Bewertung

Zwei Autoren (TS und TB) begutachteten die Liste aus der Literaturrecherche unabhängig voneinander und bewerteten jede Literaturstelle anhand des Titels und/oder des Abstracts als „geeignet/potenziell geeignet“ oder „ungeeignet“. Für alle „geeigneten/potenziell geeigneten“ Studien wurde der Volltext gesichtet, um über den finalen Ein-/oder Ausschluss der Arbeit in das systematische Review zu entscheiden. Bei Uneinigkeit wurde ein dritter Autor (RG) in die Entscheidungsfindung einbezogen. In einer standardisierten Tabelle wurden neben den Studiencharakteristika auch die Daten der primären und sekundären Outcome-Parameter aus den eingeschlossenen Publikationen extrahiert. Die methodische Qualität jeder Studie wurde anhand des Cochrane Collaboration’s Risk of Bias Tool bewertet [16]. Das Bias-Risiko jeder Studie wurde für die Domänen selection, performance, detection, attrition, reporting und other bias als niedrig, hoch oder unklar eingestuft.

Datenanalyse

Insofern die entsprechenden Daten aus den eingeschlossenen Studien entnommen werden konnten, wurden die Daten in einer Metaanalyse mithilfe der Software RevMan 5.3 (The Cochrane Collaboration, Oxford, UK) zusammengefasst. Rohdaten, welche in Originalarbeiten nur in grafischer Form dargestellt wurden, wurden anhand der WebPlotDigitizer-Software extrahiert (verfügbar unter https://automeris.io/WebPlotDigitizer/). Die Daten wurden als Mittelwerte mit 95 % Konfidenzintervall in einem Random-effects-Modell analysiert. Das Ausmaß der statistischen Heterogenität wurde mit dem Heterogenitätsmaß I² dargestellt (I² = 0 % keine, I² = 25 % gering, I² = 50 % mittel, I² = 75 % hoch).

Ergebnisse

Das PRISMA-Übersichtsdiagramm zeigt die Ergebnisse des systematischen Reviews ([Abb. 2]). Nachdem Duplikate und 579 eindeutig nicht zutreffende Studientitel aussortiert wurden, wurden 28 Volltexte nach Durchsicht ebenfalls ausgeschlossen, da sie nicht den Einschlusskriterien entsprachen (für die entsprechenden Gründe siehe [Abb. 2]).

Abb. 2 Flussdiagramm zur systematischen Literaturrecherche.

Eingeschlossene Studien

Letztendlich konnten die Daten von 5 Studien [17] [18] [19] [20] [21] [22] mit insgesamt n = 187 Patienten in die quantitative Analyse (Metaanalyse) eingeschlossen werden. Zwei Veröffentlichungen [21] [22] stellten verschiedene Ergebnisse derselben Studie vor und wurden deshalb nur als eine Studie gewertet. Die meisten Patienten (74 %) wurden nach der WHO-Klassifikation der PH-Gruppe 1 zugeordnet ([Tab. 1]). Das mittlere Alter der zu 77 % weiblichen Patienten lag zwischen 45 und 57 Jahren. Der durch Rechtsherzkatheter bestimmte mPAP betrug zwischen 38 und 50 mmHg. Die Trainingsprogramme boten verschiedene Formen eines Ausdauertrainings plus z. T. ergänzenden Trainingsformen an ([Tab. 1]). Alle Patienten waren bei Studienbeginn klinisch stabil und medikamentös leitlinienkonform eingestellt. Subgruppenanalysen für den Vergleich verschiedener PH-Formen ([Abb. 1]) waren nicht möglich, da die meisten Studien zwar Patienten mit verschiedenen PH-Formen einschlossen, die Daten für verschiedene Subgruppen aber nicht extrahiert werden konnten.

Tab. 1 Übersicht über eingeschlossene Studien.

Studie	Fallzahl, n = 1. einge-schlossen 2. ausgewertet	Alter [Jahr], Geschlecht	WHO-PH-Gruppe	NYHA-Klasse	mPAP, mmHg	PH-Medikation	Trainingsinhalte	Frequenz Ausdauertraining	Ausmaß der Training-Supervision	Parameter des Ausdauertrainings	Belastungsgrenzen (Trainingsunterbrechung)
Ehlken 2016, Deutschland	1. 87 2. 79	56 ± 15 54 % Frauen	WHO-I: 72 % WHO-IV: 28 %	I: 0 % II: 17 % III: 78 % IV: 5 %	40 ± 12	keine: 4 % 1-fach: 31 % 2-fach: 26 % 3-fach: 39 %	Fahrrad, Intervalltraining, Gehtraining, leichtes Hanteltraining, Yoga	5 ×/Woche für 3 Wochen (supervidiert) plus 5 ×/Woche für 12 Wochen (nicht supervidiert)	3 Wochen alle Trainingseinheiten supervidiert, danach ohne Supervision	60 – 80 % der max. Herzfrequenz à 10 – 25 Min	Herzfrequenz > 120 Schläge/Min, SpO2 < 85 %
Gonzalez-Saiz 2017, Spanien	1. 40 2. 35	46 ± 12 60 % Frauen	WHO-I: 90 % WHO-IV: 10 %	I: 93 % II: 7 % III: 0 % IV: 0 %	47 ± 15	keine: 0 % 1-fach: 40 % 2-fach: 43 % 3-fach: 17 %	Ausdauertraining, Krafttraining, Atemmuskeltraining	5 ×/Woche für 8 Wochen	alle Trainingseinheiten supervidiert	Intervalltraining bei mind. 50 % max. Leistung à 20 – 40 Min	SpO2 < 80 %; systolisch oder diastolischer Blutdruckabfall > 20 mmHg, EKG Abnormalitäten
Ley 2013, Deutschland	1. 20 2. 20	51 ± 11 70 % Frauen	WHO-I: 80 % WHO-IV: 20 %	I: 0 % II: 20 % III: 80 % IV: 0 %	49 ± 17	keine: 0 % 1-fach: 25 % 2-fach: 60 % 3-fach: 15 %	Fahrrad, Intervalltraining, Gehtraining, leichtes Hanteltraining, Yoga	5 ×/Woche für 3 Wochen (supervidiert) plus 5 ×/Woche für 12 Wochen (nicht supervidiert)	3 Wochen alle Trainingseinheiten supervidiert, danach ohne Supervision	60 – 80 % der max. Herzfrequenz à 10 – 25 Min	Herzfrequenz > 120 Schläge/Min, SpO2 < 85 %
Mereles 2006, Deutschland	1. 30 2. 30	50 ± 13 75 % Frauen	WHO-I: 80 % WHO-IV: 20 %	I: 0 % II: 20 % III: 73 % IV: 7 %	50 ± 15	keine: 0 % 1-fach: 43 % 2-fach: 33 % 3-fach: 24 %	Fahrrad, Intervalltraining, Gehtraining, leichtes Hanteltraining, Yoga	5 ×/Woche für 3 Wochen (supervidiert) plus 5 ×/Woche für 12 Wochen (nicht supervidiert)	3 Wochen alle Trainingseinheiten supervidiert, danach ohne Supervision	60 – 80 % der max. Herzfrequenz à 10 – 25 Min	Herzfrequenz > 120 Schläge/Min, SpO2 < 85 %
Weinstein 2013/Chan 2013, USA	1. 28 2. 23	54 ± 11 100 % Frauen	WHO-I: 46 % WHO-V: 54 %	I: 4 % II: 50 % III: 42 % IV: 4 %	42 ± 14	keine: 4 % 1-fach: 29 % 2-fach: 25 % 3-fach: 42 %	Laufbandtraining	3 ×/Woche für 10 Wochen	alle Trainingseinheiten supervidiert	70 % – 80 % der max. Herzfrequenzreserve (nach Karvonen-formel) à 30 – 45 Min	keine Angaben

Abkürzungen: mPAP – mittlerer pulmonalarterieller Druck, NYHA – New York Heart Association, PH – pulmonale Hypertonie, WHO – World Health Organization

Bewertung der methodischen Studienqualität

Die methodische Qualität der in diese Übersichtsarbeit eingeschlossenen Studien war überwiegend gut ([Abb. 3]). Aufgrund der Art der Intervention (Training) war es in keiner Studie möglich, die Teilnehmer bzgl. ihrer Gruppenzugehörigkeit zu verblinden.

Abb. 3 Bewertung der methodischen Studienqualität anhand des Cochrane Risk of Bias Tools.

Körperliche Belastbarkeit

Von allen 5 Studien und insgesamt 187 Patienten lagen Daten zum 6-Minuten-Gehtest vor [17] [18] [19] [20] [21] [22]. Die mittlere Differenz zwischen den Trainings- und Kontrollgruppen betrug 45 m (95 % KI: 26 m – 64m; p < 0,001) zugunsten der Trainingsgruppen ([Abb. 4]). Ebenso andere Parameter der körperlichen Belastbarkeit, wie die maximale Wattleistung 13 W [95 % KI: 9 – 18 W] oder die maximale Sauerstoffaufnahme VO ₂ peak 2,3 ml/kg/min [95 % KI: 1,8 – 2,9 ml/kg/min]), waren nach den Trainingsinterventionen signifikant besser (beide p < 0,001) im Vergleich zur Kontrollgruppe.

Abb. 4 Mittlere Differenzen verschiedener Parameter der körperlichen Leistungsfähigkeit: 6-Minuten-Gehtest-Strecke in Meter (oben), maximale Wattleistung in der Fahrradergometrie (Mitte) und maximale Sauerstoffaufnahme in ml/kg/min (unten).

Lebensqualität

Von 3 Studien [18] [20] [21] mit insgesamt 88 Patienten konnten Daten zur Lebensqualität (erhoben mittels SF-36-Fragebogens) in einer Metaanalyse zusammengeführt werden. Die mittlere Differenz zwischen der Trainingsgruppen und den Kontrollgruppen in der körperlichen Lebensqualität lag bei 3,9 Punkten [95 % KI: 2,9 – 5,0 Punkte; p < 0,001]. Auch die psychische Lebensqualität war mit 3,6 Punkten [95 % KI: 2,1 – 5,1 Punkte; p < 0,001] signifikant besser in den Trainingsgruppen ([Abb. 5]).

Abb. 5 Mittlere Differenzen der körperlichen und psychischen Lebensqualität gemessen mittels SF-36-Fragebogen.

Unerwünschte Ereignisse

In der Studie von Mereles et al. [20] traten außer 2 Fällen von kurzem Schwindel ohne Synkope nach einem Fahrradergometertraining (bei 60 – 80 % der maximalen Herzfrequenz) keine sonstigen unerwünschten Ereignissen auf. Auch in der Studie von Gonzalez-Saiz et al. [18] kam es bei einem Patienten zu Schwindelsymptomen (ohne Synkope) aufgrund einer Hypoglykämie während des Ausdauertrainings, jedoch ohne weitere Folgen. Chan und Weinstein et al. [21] [22] beobachteten in ihrer Trainingsstudie keine unerwünschten Ereignisse, und die beiden übrigen Studien [17] [19] machten hierzu keine Angaben. Die geringe Rate unerwünschter trainingsassoziierter Ereignisse bei PH-Patienten deckt sich auch mit der Zusammenfassung aus nicht randomisierten Studien oder Beobachtungsstudien bzgl. Trainingstherapie bei PH-Patienten [23]. Keine der Studien untersuchte klinische Veränderungen oder Mortalitätsraten der PH-Patienten im Rahmen einer Follow-up-Phase nach Beendigung der Trainingsinterventionen.

Diskussion

Ziel dieser systematischen Übersichtsarbeit war es, die aktuelle Evidenz zum körperlichen Training bei Patienten mit PH darzustellen. Bis Ende der 1990er-Jahre galt körperliches Training bei PH-Patienten in internationalen Leitlinien als kontraindiziert [24]. Da erhöhter Druck und Widerstand in der Pulmonalarterie zu einer Rechtsherzinsuffizienz mit Belastungsdyspnoe und eingeschränkter Lebensqualität führen können [25], war die Befürchtung, dass die erhöhte Nachlast während körperlicher Anstrengung den rechten Ventrikel zusätzlich überlasten und schädigen könnte [24].

Die in dieser Metaanalyse inkludierten Studien zeigen, dass körperliches Training bei PH-Patienten nicht nur zu hoch signifikanten, sondern auch klinisch relevanten Verbesserungen der körperlichen Leistungsfähigkeit führen kann [26]. Ebenso zeigten sich signifikante Verbesserungen der allgemeinen Lebensqualität. Auch wenn in diese Metaanalyse nur randomisiert-kontrollierte Studien eingeschlossen wurden (5 Studien, n = 187), so gibt es darüber hinaus aktuell 10 nicht kontrollierte Kohortenstudien, die insgesamt 426 PH-Patienten in Trainingsprogramme eingeschlossen haben [27]. Auch hier zeigten sich konsistent eine signifikant verbesserte körperliche Belastbarkeit und Lebensqualität ohne Auftreten schwerer belastungsinduzierter, unerwünschter Ereignisse.

Zudem gibt es eine zunehmend positive Evidenz dafür, dass körperliches Training einen positiven Effekt auf die Hämodynamik bei PH-Patienten haben könnte. In der Studie von Ehlken und Kollegen [17] wurde nach einem 15-wöchigen Trainingsprogramm (3 Wochen im Rahmen einer multimodalen Rehabilitation unter Supervision plus 12 Wochen (5 ×/Woche für mind. 15 Min/Tag) ohne Supervision) eine signifikante Abnahme des mPAP um – 4 ± 10 mmHg beobachtet, wohingegen der mPAP in der Kontrollgruppe um + 5 ± 8 mmHg anstieg. Auch die mittels Katheter gemessene Auswurffraktion des rechten Ventrikels war nach dem Trainingsprogramm während Belastung um + 20,4 % verbessert (Kontrollgruppe: – 2,0 %; p = 0,002). Die zugrundeliegenden Mechanismen dieser verbesserten Hämodynamik sind noch nicht abschließend aufgeklärt. Die gestiegene Auswurffraktion könnte durch eine reduzierte Nachlast des rechten Ventrikels oder auch durch einen direkten myokardialen Trainingseffekt erklärt werden [27]. Aus Studien mit Ratten ist bekannt, dass körperliches Training die Kapillardichte des rechten Ventrikels verbessern (+ 86 %, p < 0,05) und den rechts-ventrikulären enddiastolischen Druck reduzieren kann [28] [29]. Diese trainingsbedingte Anpassung könnte zudem, zumindest theoretisch, von prognostischem Wert sein, da die rechtsventrikuläre Funktion während Belastung einen starken prognostischen Prädiktor für Patienten mit PH [30] darstellt. Eine weitere Erklärung für die verbesserte Ausdauerkapazität von PH-Patienten dürfte auch an einer Erhöhung der peripher-muskulären Kapillardichte sowie einer Verbesserung der oxydativen Enzymaktivitäten in den Typ-1-Muskelfasern gerade der Beinmuskulatur liegen [31] [32]. Die beschriebenen Leistungsverbesserungen führten in der Studie von Gonzalez-Saiz und Kollegen [18] dazu, dass sich die Einschränkungen der allgemeinen Belastbarkeit deutlich reduzierten und sich die NYHA-Klasse in der Trainingsgruppe um 1,0 ± 0,2 verbesserte, was eine spürbare Verbesserung der Lebensqualität widerspiegelt.

Die meisten Patienten (83 %) der eingeschlossenen Studien wiesen eine PH der WHO Gruppe 1 auf. Da keine Daten für die WHO Gruppen 2 – 5 extrahiert werden konnten, gelten die Ergebnisse dieser Übersichtsarbeit für die Gruppe-1-Patienten. Aktuell ist unklar, inwieweit die beschriebenen Effekte eines Trainingsprogrammes auch für Patienten aus anderen PH-Gruppen zutreffen.

Die hier analysierten Studien befassten sich mit Kollektiven, in die Patienten mit pulmonalen Hypertonie nach der bisher gültigen Definition (mPAP > 25 mmHg) [4] eingeschlossen waren. Somit gelten die Ausführungen streng genommen nur für so charakterisierte Patienten. Die aktualisierte Empfehlung der PH-Weltkonferenz empfiehlt als Kriterium für eine PH einen mittleren pulmonal-arteriellen Druck von mindestens 21 mmHg, wenngleich die therapeutischen Bedeutung hierfür noch nicht abschließend geklärt und Gegenstand aktueller Diskussion ist [33].

Art des Trainings

Die Trainingsprotokolle der eingeschlossenen Studien beinhalteten alle mindestens eine Ausdauertrainingsform (Fahrradergometer, Laufbandtraining oder Gehtraining; siehe [Tab. 1]). Zudem wurden in einigen Studien ein leichtes Hanteltraining [17] [19] [20], Krafttraining an Geräten [18], Atemmuskeltraining [18] oder Yoga [17] [19] [20] durchgeführt. Diese Inhalte stimmen mit den Trainingsempfehlungen für pneumologische [14] und kardiologische [34] Rehabilitationsprogramme überein. Aus den bisherigen Studien lässt sich jedoch nicht ableiten, welche Trainingsform am effektivsten ist oder ob das Summieren verschiedener Inhalte auch zu einem größeren Trainingseffekt führt. Empfehlungen für ein Trainingskonzept bei PH-Patienten sind in [Tab. 2] zusammengestellt.

Tab. 2 Empfehlungen für Trainingskonzepte bei PH-Patienten [35].

Trainingsmodalität	Frequenz (Trainingseinheiten pro Woche)	Dauer der Trainingseinheiten	Intensität	weitere Informationen
Ausdauertraining	2 – 3	10 – 25 Min	60 – 80 % der symptomfreien Kapazität	Intervalltraining (z. B. niedrige Intensität für 30 Sek. im Wechsel mit höheren Intensitäten für 60 Sek.)
Krafttraining	1 – 2	15 – 30 Min	10-Punkte-Borg-Skala: 4 – 5 (etwas schwer bis schwer)	Krafttrainingsgeräte oder Hanteln, lokale Muskelgruppen, 1 – 2 Sätze
Atemmuskeltraining	5 – 7	10 – 15 Min	mind. 30 % PImax	Verwendung eines spezifischen Atemmuskeltrainingsgerätes (z. B. Threshold®, PowerBreathe®)
körperliche Aktivität	möglichst täglich	je nach Machbarkeit	niedrige Intensität	tägliches Gehen, Radfahren, Haushaltsarbeit, etc. ggf. mit Schrittzähler

In einigen Studien wurden Belastungsgrenzen während des Trainings definiert, ab denen das Training unterbrochen bzw. angepasst wurde (z. B. Sauerstoffsättigung < 85 %, Herzfrequenz > 120 Schläge pro Minute oder ein Abfall des systolischen oder diastolischen Blutdruckwertes > 20 mmHg) [17] [18] [19] [20]. Da es im Rahmen dieser Trainingsprogramme zu keinen schweren unerwünschten Ereignissen kam, scheinen diese Sicherheitsgrenzen eine sinnvolle Maßnahme zu sein. Körperliche Belastung bei PH-Patienten ist nie komplett risikofrei und kann unter z. T. unvorhersehbaren Situationen im Extremfall durchaus letal enden [36]. In internationalen Leitlinien wird deshalb empfohlen, dass PH-Patienten vor allem in PH-spezialisierten Zentren zu körperlichem Training angeleitet werden sollten [5] [37].

Aufgrund der bisher mittleren Evidenz (Evidenzklasse IIa) eines körperlichen Trainings bei PH-Patienten bleiben noch viele Fragen offen. Bisher wurden nur vereinzelt Patienten der NYHA-Klasse IV in Trainingsstudien eingeschlossen [38], sodass sich die Umsetzbarkeit, Effektivität und Sicherheit bei diesen Patienten mit den größten funktionellen Einschränkungen noch nicht abschließend beurteilen lässt. Zudem wurden die bisherigen Effekte lediglich direkt nach einer Trainingsintervention (3 – 12 Wochen) gemessen, und Langzeiteffekte einer Trainingstherapie mit entsprechend langem Follow-up wie z. B. über 1 – 2 Jahre wurden bislang nicht untersucht. Des Weiteren bleibt aktuell unklar, inwiefern sich eine Steigerung der allgemeinen täglichen körperlichen Aktivität (jene alltäglichen Aktivitäten außerhalb geplanter Trainingseinheiten) auf die Morbidität und Mortalität bei PH-Patienten auswirkt. Für die COPD [39] [40] oder kardiovaskuläre Erkrankungen [41] ist gut belegt, dass eine Steigerung der körperlichen Aktivität gesundheitsrelevante und prognostisch positive Effekte mit sich bringt. Erste aktuelle Daten legen nahe, dass auch bei PH-Patienten das Ausmaß körperlicher Aktivität (Schritte pro Tag) positiv mit der Lebensqualität korreliert [42]. Als Barrieren für mehr körperliche Aktivität werden von PH-Patienten vor allem Gründe wie fehlende Selbstdisziplin, Energielosigkeit und mangelndes Interesse angegeben [43]. Patientenschulungsprogramme, z. B. im Rahmen pneumologischer Rehabilitation, sollten an diesen Themen ansetzen und versuchen, sie zu optimieren.

Als Fazit dieser systematischen Übersichtsarbeit lässt sich zusammenfassen, dass ein dosiertes und in einem PH-erfahrenen Zentrum initiiertes Trainingsprogramm die körperliche Belastbarkeit und Lebensqualität von klinisch stabilen und medikamentös optimal eingestellten PH-Patienten signifikant verbessern kann. Eine nachweisbare Gefährdung v. a. im Hinblick auf eine Beeinträchtigung der rechtsventrikulären Funktion und Gefahr der rechtsventrikulären Dekompensation scheint insgesamt eher gering. Allerdings sind die untersuchten Studienpopulationen klein, und die Patienten waren zumeist in Stadien der leichten und moderaten körperlichen Einschränkung (NYHA II – III). Trotzdem deuten die bisherigen Daten darauf hin, dass ein derartiges Trainingsprogramm deshalb eine wertvolle, begleitende Option zur medikamentösen Therapie darstellen kann.

Zukünftige Studien sollten den Effekt körperlichen Trainings auf den rechten Ventrikel bzw. die Hämodynamik und damit verbunden auch auf den langfristigen Verlauf der Erkrankung untersuchen. Ebenso sollten die Inhalte von Trainingsprogrammen (Methoden, Intensität, Frequenz, Supervision etc.) für PH-Patienten noch detaillierter evaluiert werden, damit in einigen Jahren ein individuelles Training in Abhängigkeit der Pathophysiologie und Beschwerdesymptomatik verschrieben werden kann.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.

• Literatur

• 1 Simonneau G, Montani D, Celermajer DS. et al. Haemodynamic definitions and updated clinical classification of pulmonary hypertension. Eur Respir J 2019;
• 2 Tuder RM, Archer SL, Dorfmuller P. et al. Relevant issues in the pathology and pathobiology of pulmonary hypertension. J Am Coll Cardiol 2013; 62: D4-D12
• 3 Hoeper MM, Humbert M, Souza R. et al. A global view of pulmonary hypertension. Lancet Respir Med 2016; 4: 306-322
• 4 Simonneau G, Gatzoulis MA, Adatia I. et al. Updated clinical classification of pulmonary hypertension. J Am Coll Cardiol 2013; 62: D34-D41
• 5 Galie N, Humbert M, Vachiery JL. et al. 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension: The Joint Task Force for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Respiratory Society (ERS): Endorsed by: Association for European Paediatric and Congenital Cardiology (AEPC), International Society for Heart and Lung Transplantation (ISHLT). Eur Heart J 2016; 37: 67-119
• 6 Hoeper MM, Kramer T, Pan Z. et al. Mortality in pulmonary arterial hypertension: prediction by the 2015 European pulmonary hypertension guidelines risk stratification model. Eur Respir J 2017;
• 7 Kovacs G, Berghold A, Scheidl S. et al. Pulmonary arterial pressure during rest and exercise in healthy subjects: a systematic review. Eur Respir J 2009; 34: 888-894
• 8 Tolle JJ, Waxman AB, Van Horn TL. et al. Exercise-induced pulmonary arterial hypertension. Circulation 2008; 118: 2183-2189
• 9 Nootens M, Wolfkiel CJ, Chomka EV. et al. Understanding right and left ventricular systolic function and interactions at rest and with exercise in primary pulmonary hypertension. Am J Cardiol 1995; 75: 374-377
• 10 Galie N, Corris PA, Frost A. et al. Updated treatment algorithm of pulmonary arterial hypertension. J Am Coll Cardiol 2013; 62: D60-D72
• 11 Ellingsen O, Halle M, Conraads V. et al. High-Intensity Interval Training in Patients With Heart Failure With Reduced Ejection Fraction. Circulation 2017; 135: 839-849
• 12 O’Connor CM, Whellan DJ, Lee KL. et al. Efficacy and safety of exercise training in patients with chronic heart failure: HF-ACTION randomized controlled trial. Jama 2009; 301: 1439-1450
• 13 Huppmann P, Sczepanski B, Boensch M. et al. Effects of inpatient pulmonary rehabilitation in patients with interstitial lung disease. Eur Respir J 2013; 42: 444-453
• 14 Spruit MA, Singh SJ, Garvey C. et al. An official American Thoracic Society/European Respiratory Society statement: key concepts and advances in pulmonary rehabilitation. Am J Respir Crit Care Med 2013; 188: e13-e64
• 15 Moher D, Liberati A, Tetzlaff J. et al. Preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses: the PRISMA statement. J Clin Epidemiol 2009; 62: 1006-1012
• 16 Higgins JPT, Green S. Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions Version 5.1.0 [updated March 2011]. The Cochrane Collaboration. Available from: www.handbook.cochrane.org
• 17 Ehlken N, Lichtblau M, Klose H. et al. Exercise training improves peak oxygen consumption and haemodynamics in patients with severe pulmonary arterial hypertension and inoperable chronic thrombo-embolic pulmonary hypertension: a prospective, randomized, controlled trial. Eur Heart J 2016; 37: 35-44
• 18 Gonzalez-Saiz L, Fiuza-Luces C, Sanchis-Gomar F. et al. Benefits of skeletal-muscle exercise training in pulmonary arterial hypertension: The WHOLEi+12 trial. Int J Cardiol 2017; 231: 277-283
• 19 Ley S, Fink C, Risse F. et al. Magnetic resonance imaging to assess the effect of exercise training on pulmonary perfusion and blood flow in patients with pulmonary hypertension. Eur Radiol 2013; 23: 324-331
• 20 Mereles D, Ehlken N, Kreuscher S. et al. Exercise and respiratory training improve exercise capacity and quality of life in patients with severe chronic pulmonary hypertension. Circulation 2006; 114: 1482-1489
• 21 Weinstein AA, Chin LM, Keyser RE. et al. Effect of aerobic exercise training on fatigue and physical activity in patients with pulmonary arterial hypertension. Respir Med 2013; 107: 778-784
• 22 Chan L, Chin LMK, Kennedy M. et al. Benefits of intensive treadmill exercise training on cardiorespiratory function and quality of life in patients with pulmonary hypertension. Chest 2013; 143: 333-343
• 23 Babu AS, Padmakumar R, Maiya AG. et al. Effects of Exercise Training on Exercise Capacity in Pulmonary Arterial Hypertension: A Systematic Review of Clinical Trials. Heart Lung Circ 2016; 25: 333-341
• 24 Gaine SP, Rubin LJ. Primary pulmonary hypertension. Lancet 1998; 352: 719-725
• 25 Waxman AB. Exercise physiology and pulmonary arterial hypertension. Prog Cardiovasc Dis 2012; 55: 172-179
• 26 Holland AE, Spruit MA, Troosters T. et al. An official European Respiratory Society/American Thoracic Society technical standard: field walking tests in chronic respiratory disease. Eur Respir J 2014; 44: 1428-1446
• 27 Grunig E, Eichstaedt C, Barbera JA. et al. ERS statement on exercise training and rehabilitation in patients with severe chronic pulmonary hypertension. Eur Respir J 2019; 53
• 28 Handoko ML, de Man FS, Happe CM. et al. Opposite effects of training in rats with stable and progressive pulmonary hypertension. Circulation 2009; 120: 42-49
• 29 Colombo R, Siqueira R, Becker CU. et al. Effects of exercise on monocrotaline-induced changes in right heart function and pulmonary artery remodeling in rats. Can J Physiol Pharmacol 2013; 91: 38-44
• 30 Blumberg FC, Arzt M, Lange T. et al. Impact of right ventricular reserve on exercise capacity and survival in patients with pulmonary hypertension. Eur J Heart Fail 2013; 15: 771-775
• 31 Malenfant S, Potus F, Mainguy V. et al. Impaired Skeletal Muscle Oxygenation and Exercise Tolerance in Pulmonary Hypertension. Med Sci Sports Exerc 2015; 47: 2273-2282
• 32 de Man FS, Handoko ML, Groepenhoff H. et al. Effects of exercise training in patients with idiopathic pulmonary arterial hypertension. Eur Respir J 2009; 34: 669-675
• 33 Rosenkranz S, Diller GP, Dumitrescu D. et al. Hämodynamische Definition der pulmonalen Hypertonie: Kommentar zu der vorgeschlagenen Änderung durch das 6th World Symposium on Pulmonary Hypertension. Dtsch Med Wochenschr 2019;
• 34 Piepoli MF, Corra U, Adamopoulos S. et al. Secondary prevention in the clinical management of patients with cardiovascular diseases. Core components, standards and outcome measures for referral and delivery: a policy statement from the cardiac rehabilitation section of the European Association for Cardiovascular Prevention & Rehabilitation. Endorsed by the Committee for Practice Guidelines of the European Society of Cardiology. Eur J Prev Cardiol 2014; 21: 664-681
• 35 Richter MJ, Grimminger J, Kruger B. et al. Effects of exercise training on pulmonary hemodynamics, functional capacity and inflammation in pulmonary hypertension. Pulm Circ 2017; 7: 20-37
• 36 Morris NR, Seale H, Harris J. et al. Serious adverse events during a 6-min walk test in patients with pulmonary hypertension. Eur Respir J 2015; 45: 1179-1182
• 37 Grunig E, Eichstaedt C, Barbera JA. et al. ERS statement on exercise training and rehabilitation in patients with severe chronic pulmonary hypertension. Eur Respir J 2019; Feb 28; 53(2): pii: 1800332
• 38 Grunig E, Lichtblau M, Ehlken N. et al. Safety and Efficacy of Exercise Training in various forms of Pulmonary Hypertension. Eur Respir J 2012; 40: 84-92
• 39 Vaes AW, Garcia-Aymerich J, Marott JL. et al. Changes in physical activity and all-cause mortality in COPD. Eur Respir J 2014; 44: 1199-1209
• 40 Waschki B, Kirsten A, Holz O. et al. Physical activity is the strongest predictor of all-cause mortality in patients with COPD: a prospective cohort study. Chest 2011; 140: 331-342
• 41 Eijsvogels TM, Molossi S, Lee DC. et al. Exercise at the Extremes: The Amount of Exercise to Reduce Cardiovascular Events. J Am Coll Cardiol 2016; 67: 316-329
• 42 Cascino TM, McLaughlin VV, Richardson CR. et al. Physical activity and quality of life in patients with pulmonary hypertension. Eur Respir J 2019; 53
• 43 Cascino TM, McLaughlin VV, Richardson CR. et al. Barriers to physical activity in patients with pulmonary hypertension. Pulm Circ 2019; 9: 2045894019847895
• 44 Hoeper MM, Ghofrani HA, Grunig E. et al. Pulmonary Hypertension. Dtsch Arztebl Int 2017; 114: 73-84