Die Wirkung von neuromuskulärer Elektrostimulation auf den Muskelstoffwechsel bei postoperativen Patienten

Fragestellung: In akuten Stresssituationen, wie bei chirurgischen Interventionen, besteht ein erhöhter Bedarf an freien Aminosäuren, der von der Muskulatur durch einen vermehrten Abbau an Proteinen gedeckt wird. Klinisch führt die dadurch entstehende Muskelatrophie zu einer Verringerung der Muskelkraft, erhöhten Komplikationsraten und verlängerten Krankenhausaufenthalten. Als Ursache der Skelettmuskelatrophie wird ein Ungleichgewicht zwischen Proteinsynthese und Proteinabbau vermutet. Einerseits sind Parameter des Proteinabbaus wie das Ubiquitin-Proteasom System stark erhöht, während andererseits die reduzierte Bildung von Wachstumsfaktoren zu Veränderungen in der Proteinsynthese führt

Da die Immobilität einen wichtigen Stimulus für die Entstehung der Muskelatrophie darstellt, wurde in dieser Studie der Einfluss von neuromuskulärer Elektrostimulation auf den Muskelstoffwechsel von chirurgischen Patienten untersucht.

Methodik: In diese kontrolliert, randomisiert und Untersucher geblindete Studie wurden 26 Patienten mit großen abdominellen Operationen eingeschlossen. Ein Oberschenkel jedes Patienten wurde beginnend am ersten postoperativen Tag 4 Tage lang (30 min/Tag) mit NMES behandelt. Der zweite Oberschenkel wurde als Kontrolle scheinbehandelt. Nach der letzten Stimulation wurde aus beiden Beinen eine Muskelbiopsie entnommen.

Ergebnis: Die Resultate zeigen, dass NMES die Gesamtmenge an RNA (+26%, p=0.033) und den sarkoplasmatischen Gesamtproteingehalt (+20%, p=0.029) signifikant erhöht. Weiters reduziert die Behandlung mit NMES die Menge an sarkoplasmatischen ubiquitinierten Proteinen (–23%, p=0.0005), sowie die Aktivität des Proteasoms (–34%, p=0.048). Die Expression des Wachstumsfaktors mechano-growth factor zeigte eine positive Korrelation in Bezug auf die Stromstärke und eine Negative bezogen auf den Body Mass Index. Die Expression von insulin-like growth factor 1 Ea war negativ mit dem Alter korreliert.

Diskussion: Insgesamt bewirkt NMES eine signifikante Reduktion der Parameter des Proteinabbaus sowie eine signifikante Steigerung der Proteinsynthesekapazität. Gleichzeitig ist die Expression der untersuchten Wachstumsfaktoren mit der applizierten Stromstärke, dem BMI und dem Alter korreliert. NMES ist daher ein leicht anwendbare Methode, um den Muskelstoffwechsel in katabolen chirurgischen Patienten positiv zu beeinflussen.