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Training mit Kompressionskleidung bei Patienten mit Diabetes und metabolischem Syndrom

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Kompressionsstrümpfe sind längst nicht mehr nur ein Thema für ältere Damen mit Krampfadern und dicken Beinen: Auch Sportler nutzen während des Trainings und in Wettkämpfen immer häufiger spezielle Kompressionsbekleidung. Insbesondere in Kombination mit körperlicher Aktivität besteht hier ein großes Potenzial. Auch Patienten mit internistischen Erkrankungen, zum Beispiel Typ-II-Diabetiker, sollten sportlich aktiv bleiben und es stellt sich die Frage, ob die Kombination von Kompression und Training für diese Zielgruppe effektiv ist.

Schlechtes Regenerationspotenzial im Gewebe

Eine Reihe von chronischen Erkrankungen geht mit einer veränderten Flüssigkeitshomöostase in den Extremitäten einher, davon ist vor allem auch die untere Extremität betroffen. Insbesondere Erkrankungen, die mit Herz- und Gefäßveränderungen verbunden sind, die den Rücktransport des Blutes zum Herzen beeinträchtigen, zu Störungen in den kleinen peripheren Gefäßen führen und eine Verschlechterung des Lymphabflusses zur Folge haben, können die Flüssigkeitsbalance im peripheren Gewebe negativ beeinflussen. Es kommt dann zu erhöhter Wassereinlagerung in den Extremitäten, die als Ödeme vor allem in den Beinen imponieren. Solche Veränderungen sind oft von einem schlechten Regenerationspotenzial des Gewebes begleitet (1). Beim Diabetes mellitus Typ II – speziell in Kombination mit einem metabolischen Syndrom – treten häufig makro- und mikrovaskuläre Gefäßschädigungen auf, die eine Störung der Flüssigkeitshomöostase vor allem in den Beinen hervorrufen, da mehr Flüssigkeit ins Gewebe abgegeben wird, als wieder aus dem Gewebe zurückfließt. Dies ist bedingt durch eine Steigerung des Drucks in den für die Rückresorption der Flüssigkeit verantwortlichen mikrovaskulären Gefäßen und Veränderungen der endothelialen Flüssigkeitsdurchlässigkeit in den Kapillargefäßen (2, 3). Dieser Effekt ist besonders in den Beinen beobachtbar, da hier der venöse Druck durch die Schwerkraft erhöht ist. Daher sind Maßnahmen gefragt, die den Blut- und Flüssigkeitsstrom aus den Extremitäten zum Herzen fördern.


Physiologische Effekte von Kompression

Kompressionskleidung führt insbesondere im Bereich der unteren Extremität zu einem verstärkten Rückstrom des venösen Bluts. Die Funktion dieser Kleidung kann durch zusätzliche Aktivierung der Muskulatur verstärkt werden. Es kommt beim Anlegen der Kompression zu einem verstärkten Rückfluss über die tiefen Beinvenen. Der verbesserte venöse Rückfluss erhöht wiederum die enddiastolische Füllung des Herzens, was dessen Pumpleistung beeinflusst. Darüber hinaus kann Kompression die lokale Sauerstoffsättigung in der Muskulatur verbessern (4). Weitere Effekte, die der Kompressionskleidung zugesprochen werden, sind die bessere Versorgung des Gewebes mit Nährstoffen auf der einen Seite und ein verbesserter Abtransport von Stoffwechselzwischen- und -endprodukten auf der anderen Seite. Die arterielle Gefäßreagibilität und die Veränderung der Erythrozytenverformbarkeit können ebenfalls als positive Wirkungen genannt werden. Die Effekte sind nicht nur von Relevanz für die Versorgung des Gewebes unter Ruhebedingungen, sondern vor allem auch unter Belastungsbedingungen. So spielen die oben genannten positiven Effekte im Gewebe gerade bei erhöhter muskulärer Leistung – verbunden mit einem erhöhten Bedarf an Sauerstoffzufuhr und angemessenem Abtransport von Stoffwechselmetaboliten – eine wichtige Rolle, um die lokale Gewebehomöostase und Flüssigkeitsbilanz zu erhalten beziehungsweise wiederherzustellen.

Für den Erhalt beziehungsweise die Wiederherstellung der lokalen Gewebehomöostase sind jedoch nicht nur der venöse und arterielle Blutfluss und die Funktion der kleinen Gefäße verantwortlich. Vielmehr wird im Rahmen des mikrovaskulären Flüssigkeitsaustauschs im Gewebe einschließlich der Skelettmuskulatur ein Teil der Flüssigkeit nicht direkt ins Blut zurückgeführt, sondern geht den Umweg über die Lymphgefäße. Diese transportieren dann unter Zwischenschaltung von Lymphknoten die nicht über die Blutgefäße zurückgeführte Flüssigkeit aus dem Gewebe in die großen Blutgefäße im Bereich des oberen Brustraums zurück. Die Lymphgefäße sind am Anfang offene Röhren, die keinen geschlossenen Kreislauf bilden. Die initialen Lymphgefäße besitzen am Beginn eine fischmaulartige Öffnung und sind fest im umliegenden intramuskulären Bindegewebe über einen direkten Kontakt mit den Kollagenfasern verankert. Dadurch kommt es mit jeder Muskelkontraktion, bei der das intramuskuläre Bindegewebe angespannt wird, zu einer Öffnung der Lymphgefäße und Flüssigkeit aus dem intrazellulären Zwischengewebe wird in die Lymphgefäße gesaugt. Eine Erhöhung des intramuskulären Drucks durch eine äußere Kompression kann diesen Effekt verstärken – insbesondere wenn es zu einer rhythmischen Öffnung und Schließung der Lymphgefäße kommt, wie dies bei einer zyklischen Muskelarbeit der Fall ist (5). Dies ermöglicht nicht nur den Rücktransport von Flüssigkeit, sondern führt auch zu einem verstärkten Abtransport von Stoffen, die im intrazellulären Raum angehäuft werden. Dies können vor allem Stoffwechselmetabolite sein, aber auch im Gewebe gebildete Zytokine, die nicht einfach die Gefäßwand überwinden können. Darüber hinaus können ausgeschleuste und abgeschnürte Zellvesikel, die mittlerweile als wichtige Signalüberträger im Organismus gelten, über diesen Weg aus dem Gewebe in die Blutbahn gelangen (6). Damit werden Stoffe für den Körper verfügbar, die im Gewebe vor allem im Muskel gebildet beziehungsweise freigesetzt werden.


Myokine haben viele positive Effekte

Dies kann zum einen während und nach Muskelarbeit eine Störung der Gewebehomöostase durch Stoffwechselmetabolite und lokal freigesetzte Endzündungsfaktoren reduzieren und zum anderen einen Einfluss auf den Gesamtorganismus erzeugen, da Faktoren, die zum Beispiel im Muskel gebildet werden, für die Steuerung im Gesamtorganismus zur Verfügung stehen. Hier sind es vor allem Zytokine und Wachstumsfaktoren, die im Muskel gebildet und als Myokine bezeichnet werden, die von Interesse sind, da ihnen eine Reihe positiver Effekte auf verschiedene Organsysteme und Gewebe zugesprochen werden. So führt Training unter erhöhten Umgebungsdruckbedingungen in den Beinen durch Wasserimmersion beispielsweise zu einem erhöhten Gehalt an dem Nervenwachstumsfaktor BDNF (Brain-derived Neurotrophic Factor), der für Hirnwachstum und -regeneration von wesentlicher Bedeutung ist. Dies führte bei Patienten mit Multipler Sklerose zu zusätzlichen funktionellen Verbesserungen gegenüber Training ohne diese durch den Immersionsdruck erzeugte Kompression (7).


Anwendungsfelder

Die vielfältigen Effekte von Kompression geben Hinweise darauf, dass Kompressionsbekleidung, insbesondere für die Beine, nicht nur für venöse Insuffizienz sowie Thromboseprophylaxe und -behandlung von Bedeutung ist, sondern dass eine Reihe von weiteren Anwendungsfeldern bestehen. Vor allem in Kombination mit Muskelkontraktion, wie sie bei körperlicher Aktivität geleistet wird, besteht ein großes Potenzial. In den letzten Jahren hat daher der Einsatz von Kompressionsstrümpfen beim Sport, während Wettkämpfen und im Rahmen von regenerativen Maßnahmen zugenommen. Eine Reihe von Studien hat den Effekt von Kompressionsstrümpfen während akuter Belastung und Regeneration untersucht. Dabei konnten zumindest teilweise positive Wirkungen beobachtet werden, unter anderem auf Leistungsfähigkeit, Muskelsauerstoffversorgung, Thromboserisiko und metabolische Effekte (4). Zunehmend werden Kompressionsstrümpfe auch über den oben genannten klassischen Einsatz bei venöser Gefäßinsuffizienz zur Therapie von Patienten mit unterschiedlichen Erkrankungen genutzt.

Im Interview spricht Prof. Dr. Bloch über den Einsatz von Kompressionskleidung:


Kompression für Typ-II-Diabetiker?

Akute Effekte

Patienten mit Diabetes und metabolischem Syndrom leiden häufig unter makro- und mikrovaskulären Gefäßproblemen, die zu verschlechterter Sauerstoffversorgung und verstärkter Ödemneigung in den Beinen führen (2). Darüber hinaus ist die körperliche Leistungsfähigkeit beeinträchtigt. Die Erythrozytenverformbarkeit ist ebenso verschlechtert und die Thromboseneigung erhöht. Es existieren jedoch wenige Studien, die sich mit dem Effekt von Kompressionsstrümpfen bei diesen Patienten beschäftigen. In einer aktuellen Studie wurde daher bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ II und metabolischem Syndrom der Einfluss von Kompressionsstrümpfen der Klasse II und III – mittelkräftige bis kräftige Kompression mit Druckwerten im Gelenkbereich zwischen 24 und 30 Millimeter-Quecksilbersäule (mmHg) und im Unterschenkelbereich zwischen 14 und 18 mmHg – unter Ruhe und akuter Trainingsbelastung untersucht (Abb. 1) (8).

Abb. 1 Ablauf der Studie im Überblick

Das Tragen der Kompressionsstrümpfe wurde von den Patienten in Ruhe (Abb. 2) und unter Belastungsbedingungen (Abb. 3, 4) sehr gut toleriert. Es konnten jedoch keine signifikanten Veränderungen für die untersuchten Parameter gemessen werden ­– weder unter Ruhebedingungen noch unter den gewählten submaximalen Belastungsbedingungen auf dem Ergometerrad. Es kam zu keiner Steigerung der arteriellen Sauerstoffsättigung und der Gewebesauerstoffsättigung durch die Kompressionsstrümpfe. Ebenso waren die Werte für Erythrozytenverformbarkeit und Laktatakkumulation unter Ruhe und akuten Belastungsbedingungen nicht signifikant verändert durch das Tragen der Kompressionsstrümpfe der Klasse II und III. Im Vergleich zu früheren Studien mit gesunden Probanden zeigten die Diabetiker aber zumindest teilweise unterschiedliche Effekte. Während sich die Erythrozytenverformbarkeit unter Belastung auch bei gesunden, jungen Probanden durch die Kompressionsstrümpfe nicht verändert, konnten frühere Studien zeigen, dass durchaus Laktatakkumulation und körperliche Leistungsfähigkeit bei akuter Belastung zumindest moderat durch das Tragen von Kompressionsstrümpfen der Klasse II und III beeinflusst werden können. Zwischen den Diabetikern und den gesunden Probanden bestehen vor allem Unterschiede hinsichtlich der mikrovaskulären Funktion und der Leistungsfähigkeit, sodass unterschiedliche Wirkungen von Kompressionsstrümpfen bei der hier untersuchten Diabetikergruppe erklärbar werden.

Abb. 2

Mittels Nahinfrarotpektroskopie (NIRS) wurde die Ansammlung von Blut in den Venen sowie die Oxygenierung des Gewebes dokumentiert.

Abb. 3

Die Patienten der Studie führten zehnmal den Zehenspitzenstand durch.

 

 

Abb. 4

Die Belastung auf einem Fahrradergometer gehört ebenfalls zum Testablauf der Studie.

 

Langfristige Effekte

Es ist jedoch nicht auszuschließen und teilweise bereits gezeigt worden, dass Kompressionsstrümpfe eine langfristige Wirkung bei Typ-II-Diabetikern haben. So konnte nachgewiesen werden, dass eine längerfristige Anwendung von Kompressionsstrümpfen eine verbesserte Blut- und Sauerstoffversorgung des Gewebes hervorruft. Auch wenn in der aktuellen Studie keine signifikanten Verbesserungen gefunden werden konnten, zeigt sich, dass auch bei Diabetikern ohne Ulzerationen an den Beinen ein akutes Training mit Kompressionsstrümpfen gut umsetzbar ist und keine negativen Effekte hat (8). Es bleibt zu klären, welche dauerhafte Wirkung Training mit Kompressionsstrümpfen für Patienten mit Diabetes mellitus Typ II hat. Insbesondere Effekte, die durch die erhöhte Bereitstellung von Zytokinen und Wachstumsfaktoren aus der Muskulatur zu erwarten sind und bei anderen Patientengruppen positive Wirkung auf Geweberegeneration und -erhalt gezeigt haben, sind im Rahmen der skizzierten ersten Trainingsstudie mit Diabetikern Typ II und metabolischem Syndrom nicht erfasst worden.

Auch ist es von besonderem Interesse, ob die lokale mikrovaskuläre Gefäßfunktion bei Diabetikern langfristig positiv beeinflusst werden kann und welchen Einfluss der verbesserte venöse Rückstrom auf das Herz hat. Besonders sollte jedoch angemerkt werden, dass es sich bei den untersuchten Typ-II-Diabetikern mit metabolischem Syndrom um Patienten handelte, die keine nachgewiesene venöse Gefäßinsuffizienz hatten. Es ist jedoch sehr gut nachgewiesen, dass die positiven Wirkungen von Kompressionsstrümpfen gerade bei Patienten mit venöser Gefäßinsuffizienz zu beobachten sind (9).

Effekte auf die Geweberegeneration

Eine weitere Option der Anwendung von Kompressionsstrümpfen bei Typ-II-Diabetikern ist der Einsatz zur verbesserten Geweberegeneration nach körperlichem Training. Bei gesunden Sportlern konnten schon positive Effekte von Kompressionsstrümpfen in der Regenerationsanwendung aufgezeigt werden (10).

Welche Subgruppe profitiert am meisten?

Für die Praxis ergeben sich daraus therapeutische Anwendungsmöglichkeiten für die Nutzung von Kompressionsstrümpfen in Kombination mit körperlichem Training bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ II und metabolischem Syndrom. Es kann angenommen werden, dass insbesondere Patienten mit zusätzlicher venöser Gefäßinsuffizienz von der Anwendung von Kompressionsstrümpfen während Belastung und Regeneration profitieren können. Damit könnten Kompressionsstrümpfe zu einem wichtigen Bestandteil der Sport- und Bewegungstherapie bei Typ-II-Diabetikern werden.

Dr. Prof. Bloch erklärt im Fachvideo weitere Details zur Studie:

 

 

Heft 04-2018


Literatur

1) Bollinger A, Leu AJ, Hoffmann U, Franzeck UK. 1997. Microvascular changes in venous disease: an update. Angiology 48:27–32

2) Bonadonna RC, Cucinotta D, Fedele D, Riccardi G, Tiengo A. 2006. The metabolic syndrome is a risk indicator of microvascular and macrovascular complications in diabetes: results from Metascreen, a multicenter diabetes clinic-based survey. Diabetes Care 29:2701–7

3) Scallan JP, Hill MA, Davis MJ. 2015. Lymphatic vascular integrity is disrupted in type 2 diabetes due to impaired nitric oxide signalling. Cardiovasc. Res. 107:89­–97

4) Born D, Sperlich B, Holmberg H. 2013. Bringing light into the dark: effects of compression clothing on performance and recovery. Int. J. Sports Physiol. Perform. 8:4–18

5) Casley-Smith JR. 2000. Changes in the microcirculation at the superficial and deeper levels in lymphoedema: the effects and results of massage, compression, exercise and benzopyrones on these levels during treatment. Clin. Hemorheol. Microcirc. 23:335–43

6) Wahl P, Jansen F, Achtzehn S, Schmitz T, Bloch W, et al. 2014. Effects of high intensity training and high volume training on endothelial microparticles and angiogenic growth factors. PLoS One 9:e96024

7) Bansi J, Bloch W, Gamper U, Kesselring J. 2013. Training in MS: influence of two different endurance training protocols (aquatic versus overland) on cytokine and neurotrophin concentrations during three week randomized controlled trial. Mult. Scler. 19:613–21

8) Brinkmann C, Hermann R, Rühl E, Kerzel H, Reinhardt L, et al. 2016. Effects of wearing compression stockings on the physical performance of T2DM men with MetS. Int. J. Sports Med. 37:347–53

9) Jonker MJ, de Boer EM, Adèr HJ, Bezemer PD. 2001. The oedema-protective effect of lycra support stockings. Dermatology 203:294–8

10) Mizuno S, Morii I, Tsuchiya Y, Goto K. 2016. Wearing compression garment after endurance exercise promotes recovery of exercise performance. Int. J. Sports Med. 37:870–7

Autor

Wilhelm Bloch

Prof. Dr. med.; seit 2004 Universitätsprofessor für Molekulare und Zelluläre Sportmedizin am Institut für Kreislaufforschung und Sportmedizin der Deutschen Sporthochschule Köln; seit 2011 Leiter der Wissenschaftsrats der Deutschen Gesellschaft für Sportmedizin und Prävention (DGSP); Vizepräsident für Forschung und Lehre der DGSP; Mitglied des Scientific Committee des European College of Sport Science (ECSS).

W.Bloch@dshs-koeln.de

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