Neue Studie aus der Uniklinik RWTH Aachen zeigt: Eine Zwerchfellschwäche könnte anhaltende Kurzatmigkeit nach COVID-19-Erkrankung erklären

Bei stationär behandelten COVID-19-Patientinnen und -Patienten, die 15 Monate nach Entlassung eine ansonsten unerklärlicher Belastungsdyspnoe (Atemnot bei Aktivität) aufweisen, könnte diese in direkter Verbindung mit einer Zwerchfellschwäche stehen. Zu diesem Ergebnis kommt ein Forschungsteam unter Federführung von Dr. med. Jens Spiesshoefer aus der Klinik für Pneumologie und Internistische Intensivmedizin an der Uniklinik RWTH Aachen (Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. Michael Dreher), das seine Studie nun im weltweit renommierten Fachjournal American Journal of Respiratory Critical Care Medicine veröffentlichte.

Der Beginn der Corona-Pandemie liegt mittlerweile drei Jahre zurück. Ein Großteil der Bevölkerung hat sich von der Infektion mit dem Coronavirus erholt. Andere Patientinnen und Patienten wiederum leiden noch nach Monaten an Spätfolgen. Bis zu ein Drittel der Betroffenen berichtet auch nach Abklingen einer akuten COVID-19-Erkrankung von andauernden Atembeschwerden, in der Fachsprache Dyspnoe genannt, dessen Auftreten sich durch klinische Routine-Diagnosemaßnahmen, einschließlich Lungenfunktionstests und Herzuntersuchungen, nicht erklären lässt.

Erste Studie, die Zwerchfellschwäche als Korrelat für anhaltende Dyspnoe identifiziert

Einige Patienten mit COVID-19 bleiben nach der Entlassung aus dem Krankenhaus symptomatisch. Die Dyspnoe bei Anstrengung ist hierbei eines der häufigsten Symptome, selbst wenn die Herz- und Lungenfunktion im Normbereich liegen. Der Frage, was die Ursache für die Belastungsdyspnoe bei diesen Patienten sein könnte, gingen Forscherinnen und Forscher unter Leitung von Dr. med. Jens Spiesshoefer und Binaya Regmi, beides Assistenzärzte in der Klinik für Pneumologie und Internistische Intensivmedizin an der Uniklinik RWTH Aachen, nach. In ihrer Studie „Diaphragm Muscle Weakness Might Explain Exertional Dyspnea 15 Months after Hospitalization for COVID-19” untersuchten sie die Zwerchfellmuskelkraft bei Patienten nach COVID-19 und ihre Beziehung zu ungeklärter Dyspnoe bei Belastung.

Von 286 Patienten erfüllten 50 alle Einschlusskriterien

In die Studie eingeschlossen wurden 50 Patientinnen und Patienten, die von Februar 2020 bis April 2021 aufgrund von COVID-19 in der Uniklinik RWTH Aachen stationär behandelt wurden. Das Durchschnittsalter lag bei 58 Jahren, 28 Prozent waren Frauen.

„Die Hälfte dieser Patienten erfüllte die Kriterien für ein schweres akutes Atemnotsyndrom, das eine invasive mechanische Beatmung erforderte, während die andere Hälfte im Rahmen ihres Krankenhausaufenthalts nur eine zusätzliche Sauerstofftherapie erhielt“, erklärt Binaya Regmi, Erstautor der Studie.

Mittels Lungenfunktionstests, 6-Minuten-Gehtest, Echokardiographie, Ultraschall des Zwerchfells sowie Messung des transdiaphragmalen Druckes nach zervikaler Magnetstimulation der Zwerchfellnerven wurde die Zwerchfellfunktion analysiert.

Für den Vergleich wurden die Daten der Patienten, die zuvor mit COVID-19 ins Krankenhaus eingeliefert worden waren, mit denen gesunder Probanden, die vor der COVID-19-Pandemie mit identischer technischer Ausstattung und Standardisierung der Untersuchungen rekrutiert worden waren, abgeglichen.

Zwei Drittel weisen Zwerchfellschwäche auf

„Bei ungefähr zwei Dritteln der untersuchten Patienten war 15 Monate nach der Entlassung aus dem Krankenhaus eine mittelschwere oder schwere Dyspnoe bei Belastung vorhanden, ohne dass Anomalien der Lungen- oder Herzfunktion festgestellt wurden. Unabhängig von der anfänglichen Schwere der Erkrankung und unabhängig davon, ob die Akutbehandlung eine mechanische Beatmung umfasste oder nicht, war bei den Post-COVID-19-Patienten der Zwerchfellmuskel signifikant beeinträchtigt“, erläutert Dr. Spiesshoefer, Senior-Autor der Studie und Leiter der Arbeitsgruppe Atemphysiologie & Translationale Pneumologie nebst entsprechendem Labor innerhalb der Klinik für Pneumologie und internistische Intensivmedizin an der Uniklinik RWTH Aachen, die Ergebnisse.

Den Forschern zufolge ist die Identifizierung eines möglichen zugrundeliegenden Mechanismus für Belastungsdyspnoe bei Patienten mit langer COVID klinisch hochrelevant. „Erstens kann es für Patienten beruhigend sein, eine mögliche Erklärung für die anhaltende Atemnot nach COVID-19 zu haben. Zweitens hat sich das Atemmuskeltraining bei anderen Patientengruppen mit Zwerchfellschwäche als wirksam erwiesen und stellt daher eine mögliche therapeutische Intervention in diesem Umfeld dar“, resümiert Dr. Spiesshoefer.

Weitere Untersuchungen notwendig

Dennoch weist die Studie einige Limitationen auf. „Zwar konnten wir mittels physiologischer Goldstandardtechniken in unserem Labor nachweisen, dass die Zwerchfellmuskelschwäche in Verbindung mit der Belastungsdyspnoe bei Patienten, die zuvor wegen COVID-19 hospitalisiert wurden, steht. Ein direkter Kausalzusammenhang lässt sich jedoch nicht konkret nachweisen. Ein in seiner Pathophysiologie so komplexes Symptom wie die Belastungsdyspnoe kann immer noch einen multifaktoriellen Ursprung aufweisen“, merkt Regmi an. So könnten laut den Wissenschaftlern auch andere Faktoren wie Zwerchfellneuropathie, die Einnahme antiviraler Medikamente und mehr zu einer Zwerchfellschwäche geführt haben. Zudem kann die Studie nicht belegen, ob die beobachteten Veränderungen der Zwerchfellmuskelkraft spezifisch auf COVID-19 oder auf eine allgemeinere Myopathie (Muskelerkrankung) nach einer akuten Lungenverletzung zurückzuführen sind.

„Um weitere Einblicke in die Pathophysiologie zu gewinnen, sind zusätzliche Untersuchungen, unter anderem speziell konzipierte Studien mit Kontrollpersonen, die eine nicht-COVID-Pneumonie überlebt haben, erforderlich“, betont Dr. Spiesshoefer. „An diesen Folge-Studien arbeiten wir bereits jetzt in unserer jungen Arbeitsgruppe mit entsprechendem Physiologie-Labor innerhalb der Klinik für Pneumologie und internistische Intensivmedizin.“


Publikation:
Regmi, Dreher, Spiesshoefer et al. ;Diaphragm Muscle Weakness Might Explain Exertional Dyspnea 15 Months after Hospitalization for COVID-19; American Journal of Respiratory Critical Care Medicine, 2023.


 

Ein Forschungsteam unter Leitung von Dr. med. Jens Spiesshoefer (links) und Binaya Regmi (rechts), beides Assistenzärzte in der Klinik für Pneumologie und Internistische Intensivmedizin an der Uniklinik RWTH Aachen, identifizierte eine Zwerchfellschwäche als möglichen zugrundeliegenden Mechanismus für Belastungsdyspnoe bei Long-COVID-Patienten.

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