ArchivDeutsches Ärzteblatt41/2003Sekundärprävention der koronaren Herzerkrankung: Körperliches Training als Therapiepfeiler

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Sekundärprävention der koronaren Herzerkrankung: Körperliches Training als Therapiepfeiler

Dtsch Arztebl 2003; 100(41): A-2650 / B-2213 / C-2079

Halle, Martin; Berg, Aloys; Hasenfuss, Gerd

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LNSLNS Zusammenfassung
Neben der pharmakologischen Therapie spielt die Intervention des Lebensstils eine herausragende Rolle in der Sekundärprävention kardiovaskulärer Erkrankungen. Von den großen kardiologischen und sportmedizinischen Gesellschaften wird eine körperliche Aktivität mäßiger Intensität mit primär dynamischer Belastung, im ischämie- beziehungsweise symptomfreien Bereich empfohlen. Zusätzlich zur aktiven Lebensweise sollten vier bis fünf Trainingseinheiten pro Woche à 30 bis 40 min durchgeführt werden. Durch körperliche Bewegung können die Progression der koronaren Atherosklerose reduziert, die Endotheldysfunktion normalisiert und die kardiovaskulären Risikofaktoren verbessert werden. Dieses spiegelt sich in einer Reduktion der kardiovaskulären Morbidität und Mortalität wider. Aufgrund der Evidenz einer positiven Wirkung körperlicher Aktivität in der Sekundärprävention sollte die Therapieoption der körperlichen Bewegung unbedingt in das „Disease Management“ kardiovaskulärer Erkrankungen integriert werden.

Schlüsselwörter: Sportmedizin, Prävention, Rehabilitation, körperliche Aktivität, koronare Herzkrankheit

Summary
Physical Exercise in Secondary Prevention of Coronary Heart Disease
Life-style intervention in addition to pharmacological therapy has been shown to be essential in the secondary prevention of cardiovascular disease. The American Heart Association and American College of Sports Medicine propose daily physical activity of moderate intensity. Here dynamic exercise without evidence of ischemia consisting of four to five training sessions of 30 to 40 min per week are recommended. This intervention has been shown to improve prognosis in coronary heart disease. This is explained by exercise-induced improvements of cardiovascular risk factors e.g. dyslipoproteinemia, insulin resistance and inflammation, normalization of endothelial dysfunction and reduction of atherosclerosis. Because of the strong evidence of the benefit of exercise in cardiovascular rehabilitation, this therapeutic approach should be included in the disease management of every cardiovascular patient.

Key words: sports medicine, prevention, rehabilitation physical exercise, coronary heart disease

Kardiovaskuläre Erkrankungen haben im Vergleich zu anderen Krankheiten nach wie vor die höchste Morbidität und Mortalität in westlichen Industrienationen. Neben interventionellen Techniken und pharmakologischer Therapie spielt die Lebensstilintervention eine wichtige Rolle in der Prävention, Therapie und Rehabilitation dieser Erkrankungen (16, 17, 31). Daher wird in der kardiovaskulären Sekundärprävention von den großen kardiologischen und sportmedizinischen Gesellschaften wie der American Heart Association, dem American College of Sports Medicine, der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie und der Deutschen Gesellschaft für Sportmedizin und Prävention eine regelmäßige, gezielte körperliche Aktivität von vier bis fünf Trainingseinheiten pro Woche zu je 30 bis 45 Minuten bei mäßiger Intensität mit dynamischer Belastungsform im ischämie- und symptomfreien Herzfrequenzbereich zusätzlich zu einer aktiven Lebensweise empfohlen (Textkasten) (1, 5). Im Folgenden werden die wissenschaftlichen Daten, auf denen diese Empfehlungen beruhen, dargestellt und die gesicherten wie auch die noch hypothetischen Mechanismen der positiven Wirkung körperlicher Aktivität diskutiert.
Körperliche Bewegung und kardiovaskuläre Mortalität
Die positiven Effekte der körperlichen Aktivität in der kardiovaskulären Sekundärprävention kommen auf drei verschiedenen Ebenen zum Tragen (Grafik 1) (29). Höchste Priorität hat die Reduktion der Morbidität und Mortalität durch Lebensstilintervention. Diesem untergeordnet ist die Verbesserung morphologischer und funktioneller Parameter wie Koronarmorphologie und Endothelfunktion, und die Verbesserung metabolischer Risikofaktoren. Körperliche Aktivität sollte demnach nur dann als Therapieoption im Sinne von evidenzbasierter Medizin betrachtet werden, wenn das primäre Ziel, die Verbesserung der Prognose des Patienten, in Studien belegt werden kann (29). Dies wird im Cochrane Report basierend auf einer Metaanalyse über den Einfluss körperlicher Aktivität und Lebensstilintervention bei 8 440 Patienten mit klinisch gesicherter koronarer Herzerkrankung (KHK) untersucht (12), frühere Metaanalysen werden bestätigt (17, 25, 26). So kann durch alleinige Intensivierung der körperlichen Aktivität sowohl die Gesamt- wie auch KHK-Mortalität um 27 Prozent beziehungsweise 31 Prozent reduziert werden. Der Effekt körperlicher Aktivität ist hier sogar wesentlich ausgeprägter als für andere Lebensstilinterventionen, hat aber keinen Effekt auf die Inzidenz nicht tödlicher Myokardinfarkte (12).
Neben der körperlichen Aktivität ist auch die körperliche Fitness ein wesentlicher Mortalitätsprädiktor bei bekannter KHK. Dies wird durch eine aktuelle epidemiologische Studie bestätigt, die bei mehr als 6 000 Personen mit und ohne KHK eine inverse Beziehung zwischen körperlicher Fitness in der Ergometrie und Mortalität über einen Beobachtungszeitraum von sechs Jahren aufzeigen konnte (22). KHK-Patienten in der höchsten Fitnessquintile mit einem MET > 10,5 (Leistung als Metabolisches Äquivalent: MET = 3,5 mL Sauerstoffaufnahme/kg Körpergewicht/min; 1 MET entspricht der Sauerstoffaufnahme im Sitzen) haben eine vierfach geringere Mortalität als Patienten mit geringer körperlicher Leistungsfähigkeit (MET < 5). Diese Befunde unterstreichen, dass sowohl körperliche Aktivität als auch Fitness eine zentrale Bedeutung in der Sekundärprävention der KHK einnehmen.
Einfluss körperlicher Aktivität auf morphologische und funktionelle Parameter
Endothelfunktion
Der Reduktion der Mortalität untergeordnet, aber für die Erklärung der Pathogenese der positiven Wirkung körperlicher Aktivität wichtig, sind Erkenntnisse zum Einfluss von körperlicher Aktivität auf Endothelfunktion, Koronarmorphologie und Plaqueprogression beziehungsweise -instabilität. Als erste Manifestation und Frühstadium der Atherosklerose wird eine gestörte Gefäßfunktion, die so genannte Endotheldysfunktion, angesehen, die das Vorstadium zum atherosklerotischen Plaque und zur Koronarstenose bildet. Eine Endotheldysfunktion der Koronarien kann zum Beispiel während der Koronarangiographie über eine Injektion von Acetylcholin in das Koronargefäß festgestellt werden. Bei normaler Funktion kommt es nach Injektion zu einer Dilatation des Gefäßes. Dieses wird über Stickstoffmonoxid (NO) vermittelt, welches konsekutiv vom Endothel sezerniert wird und zu einer Relaxation der glatten Muskulatur und damit Dilatation des Gefäßes führt. Ist die Funktion des Endothels zur Freisetzung von NO gestört, wie dies bei Patienten mit Risikofaktorenkonstellation der Fall ist, so zeigt sich nach Injektion von Acetylcholin durch direkte Wirkung auf die glatte Muskulatur eine pathologische Vasokonstriktion. Diese pathologische Reaktion kann durch körperliches Training positiv beeinflusst werden (6, 23). Ein vierwöchiges Training auf dem Fahrradergometer von täglich 10 min bei 80 Prozent der maximalen Herzfrequenz führt zu einer Normalisierung der Endotheldysfunktion bei Patienten mit KHK, während dieser Effekt bei der Kontrollgruppe ausbleibt (10). Hier spielt die Induktion der endothelialen NO-Synthese durch erhöhten Fluss und erhöhte Wandspannung während körperlicher Aktivität eine zentrale Rolle (6). Darüber hinaus hat eine erhöhte Konzentration von NO am Endothel weitere positive Effekte auf die Atherogenese wie die Reduktion der endothelialen Adhäsion und subendothelialen Migration von Makrophagen, verminderte Oxidation von Lipoproteinen, verminderte Schaumzellbildung und geringerer Proliferation glatter Muskelzellen.
Koronarmorphologie
Neben der Verbesserung der Endothelfunktion hat körperliche Bewegung in Kombination mit weiterer Lebensstilverbesserung auch günstige Effekte auf die Koronarmorphologie. Im Lifestyle Heart Trial von D. Ornish et al. konnte bei einem selektionierten Patientenkollektiv von 35 Personen (20 in der Interventionsgruppe) gezeigt werden, dass eine strikte vegetarische Diät mit einem Fettanteil < 10 Prozent und eine regelmäßige aerobe körperliche Bewegung bei leichter bis moderater Intensität in Kombination mit Stresstherapie, Psychotherapie und Raucherentwöhnung bereits nach einem Jahr zu einer fünfprozentigen Reduktion der Koronarstenosen und nach fünf Jahren zur weiteren Verbesserung der Koronarmorphologie führt. Demgegenüber war in der Kontrollgruppe eine signifikante Progression der Koronarstenosen von mehr als zehn Prozent zu beobachten (27, 28). Ähnliche Ergebnisse konnten an einem größeren Patientenkollektiv in der Heidelberger Studie zum Einfluss von Bewegung auf die Koronarmorphologie in der Herzgruppe belegt werden. So konnte eine verringerte Progression der Koronarstenosen nach sechs Jahren in der Gruppe beobachtet werden, die einem gezielten körperlichen Training auf dem Ergometer von täglich 30 min bei 75 Prozent der maximalen Herzfrequenz zusätzlich zu zweimal wöchentlicher Bewegung von 45 min nachging (24). Zusätzlich wurde diesen Patienten eine Diät entsprechend den Vorgaben der American Heart Association mit einem reduzierten Fettanteil von < 20 Prozent, einem Cholesterinanteil < 200 mg/d und einem Quotienten aus ungesättigten zu gesättigten Fettsäuren (P/S-Quotient) von > 1 empfohlen. Eine Regression des Stenosegrades wurde nur in der Interventionsgruppe beobachtet und kann dann erwartet werden, wenn der Gesamtkalorienverbrauch der körperlichen Bewegung bei circa 1 750 kcal/Woche liegt (24). Interessanterweise zeigte sich zudem, dass körperliche Bewegung geringeren Ausmaßes (dreimal/Woche, 60 Prozent maximale Sauerstoffaufnahme) zwar die Koronarmorphologie oder Restenoserate nach PTCA beziehungsweise Stentimplantation nicht messbar beeinflusst, dass aber eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Lebensqualität zu beobachten ist, die mit einer Reduktion kardialer Ereignisse und Rehospitalisierungsrate einhergeht (2).
Klinisch weiterreichende Erkenntnisse zur bedeutenden Rolle der körperlichen Bewegung bei manifester KHK zeigen aktuelle Daten aus dem Herzzentrum Leipzig (21). In dieser randomisierten Studie, an der 101 Patienten mit stabiler KHK mit Stenosen > 50 Prozent teilnahmen, wurde ein tägliches Ergometertraining von 20 min bei 70 Prozent der maximalen Herzfrequenz gegenüber einer interventionellen Therapie mit PTCA und Stentimplantation verglichen. Beide Gruppen erhielten zusätzlich eine vergleichbare pharmakologische Therapie. Nach zwölf Monaten zeigte sich, dass körperliches Training mit einer signifikant geringeren Komplikationsrate (70 Prozent versus 88 Prozent in der Kontrollgruppe) und Folgekosten (3 700 A versus 7 000 A) assoziiert war (21).
Aufgrund dieser Ergebnisse kann postuliert werden, dass körperliche Bewegung über eine Verbesserung der Endothelfunktion und einer Reduktion der Progression der KHK zu einer Senkung der Mortalität führt. Die Dosis der körperlichen Aktivität, die diese positiven Effekte induziert, ist allerdings relativ hoch und übersteigt die zweimalige körperliche Aktivität pro Woche in der ambulanten Herzgruppe um ein Vielfaches. Ob die Dosis der körperlichen Bewegung, die zu einer Verbesserung der Endothelfunktion führt (sechsmal 10 min/Woche, 80 Prozent HFmax), auch ausreicht, eine Reduktion der Progression der KHK zu induzieren, bleibt offen. Dieses ist bisher nur für Umfänge von täglich 30 min bei ähnlicher Intensität gezeigt worden.
Plaquestabilität
Neben langfristigen Änderungen der Koronarmorphologie spielt die Stabilität von Koronarplaques klinisch eine weitaus entscheidendere Rolle (4, 13, 19). Die Bedeutung der körperlichen Aktivität und ihr Einfluss auf die Plaquestruktur beziehungsweise Plaqueruptur ist allerdings bisher nur unzureichend untersucht worden. Einzig epidemiologische Studien zur akuten körperlichen Belastung als Auslöser eines akuten Myokardinfarktes bei klinisch Gesunden deuten darauf hin, dass das Risiko innerhalb der ersten Stunde nach Belastung um ein Vielfaches höher ist als in den darauffolgenden Stunden (7, 20). Hierbei wird die körperliche Belastung als signifikant angesehen, wenn sie über 5,5 MET liegt, also einer Belastungsintensität entspricht, die mehr als das Fünffache des Grundumsatzes entspricht und mit „Schwitzen“ beziehungsweise teilweise anaerobem Stoffwechsel einhergeht. Interessanterweise haben nur diejenigen Personen ein erhöhtes Myokardinfarktrisiko nach körperlicher Belastung, wenn ähnliche Belastungsintensitäten im Alltag nicht vorkommen. Wird bereits einmal pro Woche eine vergleichbare Aktivität durchgeführt, sinkt die Inzidenz eines Myokardinfarktes für diese Personen im Zusammenhang mit körperlicher Belastung dramatisch. Die niedrigsten Werte werden für diejenigen beobachtet, die mehr als viermal pro Woche körperlich aktiv sind (20).
Da epidemiologische Studien zur Beziehung von körperlicher Aktivität und Myokardinfarktinzidenz in der Sekundärprävention bisher fehlen, bleiben die Erkenntnisse auf ein klinisch gesundes Patientenkollektiv beschränkt. Obwohl die Übertragung auf Patienten mit KHK wahrscheinlich ist, wird dies in zukünftigen Studien zu prüfen sein.
Dass körperliche Aktivität den „Trigger“ zur Auslösung eines akuten Myokardinfarktes darstellen kann, ist möglicherweise durch den Einfluss
auf Plaquemorphologie, -stabilität und -ruptur zu erklären. In histomorphologischen Schnitten von Koronarplaques zeigte sich, dass die Plaques, die während körperlicher Belastung rupturieren, eine andere Morphologie aufweisen als die, die während Ruhephasen aufbrechen (3). Ob körperliche Aktivität einen stabilisierenden Effekt auf die Plaquemorphologie hat, bleibt hypothetisch. So könnte aber das reduzierte Risiko eines akuten Myokardinfarktes bei regelmäßiger Freizeitaktivität erklärt werden. Für diese Mechanismen scheint aber eine deutlich geringere Belastungshäufigkeit als für die Beeinflussung der Endothelfunktion oder Regression von Koronarstenosen ausreichend zu sein.
In diesem Bereich bleiben noch viele Fragen offen, deren Beantwortung jedoch von herausragender klinischer Bedeutung ist. Es gilt zu klären, warum körperliche Belastung akut eine Plaqueruptur induzieren kann, aber eine Dosis körperlicher Aktivität von 20 min/Woche bei einer Intensität von > 5,5 MET ausreicht, dieses Risiko deutlich zu reduzieren, und ob dieses in gleicher Weise für Patienten mit klinisch manifester KHK zutrifft.
Körperliche Aktivität und kardiovaskuläre Risikofaktoren
Körperliche Inaktivität in Kombination mit Fehlernährung und Adipositas sind entscheidende Faktoren für die Ausprägung kardiovaskulärer Risikofaktoren (Grafik 2), die durch körperliche Bewegung und Fitness günstig beeinflusst werden können. So ist das Mortalitätsrisiko bei Hypercholesterinämie oder Diabetes mellitus bei guter körperlicher Belastbarkeit in der Ergometrie (> 8 MET) um 50 Prozent niedriger als bei eingeschränkter Belastbarkeit (< 5 MET) (22). Dieses wird primär durch Verbesserungen im Lipidstoffwechsel erklärt. So kann körperliches Training und Ernährungsumstellung ohne pharmakologische Therapie in den ersten Monaten nach Myokardinfarkt eine Reduktion des LDL-Cholesterins von 20 Prozent induzieren (24, 32). Dieser positive Effekt kann allerdings auf lange Sicht nur mit additiver, lipidsenkender Therapie gehalten werden (11). Gleichzeitig wird auch die Insulinresistenz durch körperliche Bewegung positiv beeinflusst. Exemplarisch sollen hier die Ergebnisse aus der Primärprävention (Finnish Diabetes Prevention Study) herausgestellt werden, die auf die Sekundärprävention übertragbar sind. In einem Interventionszeitraum von vier Jahren zeigte sich, dass durch körperliche Bewegung und Ernährungsumstellung bei übergewichtigen Männern und Frauen mit eingeschränkter Glucosetoleranz die Manifestation des
klinischen Typ-2-Diabetes-mellitus um fast 60 Prozent reduziert werden konnte (33). Dies unterstützt Erkenntnisse aus epidemiologischen Studien, die gezeigt haben, dass Intensitäten von mindestens 5,5 MET bei einem Umfang von 20 min pro Woche notwendig sind, um das Risiko eines Typ-2-Diabetes-Mellitus zu reduzieren. Je höher die Intensität und je länger die Belastung, umso größer ist die Risikoreduktion (18). Diese Daten aus der Primärprävention können wahrscheinlich auf die Sekundärprävention übertragen werden. Es bleibt allerdings offen, ob diese Effekte sich ähnlich günstig auf die Progression der KHK auswirken wie die Beeinflussung des Lipidstoffwechsels.
Neben den klassischen Risikofaktoren hat sich innerhalb der letzten Jahre gezeigt, dass eine erhöhte Entzündungskonstellation einen wichtigen Indikator eines erhöhten kardiovaskulären Risikos darstellt (14, 15). So ist das Risiko eines kardiovaskulären Ereignisses bei erhöhter systemischer Konzentration von Entzündungsfaktoren wie C-reaktives Protein, Fibrinogen oder Adhäsionsmoleküle gesteigert. Ihre Wertigkeit entspricht dem klassischer kardiovaskulärer Risikofaktoren wie LDL-Cholesterin (30). Unklar bleibt, ob diese Entzündungsfaktoren eigenständig für eine Progression der Atherosklerose verantwortlich sind oder nur den aktiven Progress der Atherogenese widerspiegeln. Erste Studien deuten darauf hin, dass körperliche Aktivität diese Entzündungskonstellation günstig beeinflussen kann.
So können sowohl systemische Konzentrationen von Entzündungsfaktoren wie Tumornekrosefaktor-a und Interleukin-6 als auch zelluläre Adhäsionsmoleküle wie ICAM-1, VCAM-1 oder P-Selektin durch einjährige, multifaktorielle Intervention (dreimal 60 min/Woche Spazierengehen, 1 300 kcal Diät) bei übergewichtigen Personen ohne manifeste KHK reduziert werden (34). Dies zeigt einen neuen Mechanismus der positiven Wirkung körperlicher Bewegung und Ernährungsumstellung bei bekannter Risikokonstellation auf. Diese Mechanismen weiter zu eruieren und auf den Bereich der Sekundärprävention auszuweiten wird ein spannendes Thema der nächsten Jahre sein, da insbesondere Adipositas, Diabetes mellitus und auch Dyslipoproteinämie mit einer erhöhten Entzündungskonstellation assoziiert sind (8, 9).
Resümee
Die ausgewählten Studien zeigen, dass körperliche Bewegung auf drei verschiedenen Ebenen – Mortalität, Atherogenese, Risikofaktoren (Gra-
fik 1) – einen festen Platz in der Sekundärprävention der koronaren Herzerkrankung einnimmt und bestätigt die Empfehlungen der großen kardiologischen und sportmedizinischen Gesellschaften. Trotzdem bleiben viele Fragen offen, die in den nächsten Jahren zu klären sind. Hier stehen insbesondere die Beeinflussung der Plaquestabilität und die hierfür zugrunde liegenden Mechanismen im Vordergrund des Interesses. Der Einfluss körperlicher Bewegung auf Rhythmusstörungen und die Inzidenz des plötzlichen Herztodes ist ebenfalls bisher unzureichend geklärt, obwohl dieses Thema von großer klinischer Bedeutung ist. Zudem wird der Bereich der metabolischen Risikokonstellation und hier insbesondere die Beeinflussung der Entzündungskonstellation weitere interessante Aspekte der nicht pharmakologischen Intervention eröffnen. Es wird die Aufgabe der Kardiologie in Zusammenarbeit mit der Sportmedizin, der Sportwissenschaft und Ernährungsmedizin sein, diese offenen Fragen im Bereich der Grundlagenforschung wie auch klinischen Anwendung zu klären.
Die positiven Effekte der Lebensstilintervention in Verbindung mit pharmakologischer und invasiv operativer Therapie sind allerdings bereits so stichhaltig, dass diese in das optimale „disease management“ jedes Patienten mit KHK integriert werden sollten. Hierfür müssen allerdings die Voraussetzungen insbesondere an den Akutkliniken und im Bereich der hausärztlich sowie fachärztlichen Betreuung verbessert werden. Über diese Therapievernetzung kann sowohl die Zufriedenheit der Patienten als auch die Prognose verbessert und die Kostenspirale günstig beeinflusst werden. Das Gesundheitssystem sollte auf diese kostengünstige Therapiestrategie der gezielten körperlichen Bewegung insbesondere bei kardiovaskulären Erkrankungen nicht verzichten.

Manuskript eingereicht: 24. 2. 2003; revidierte Fassung angenommen: 27. 5. 2003

zZitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2003; 100: A 2650–2656 [Heft 41]

Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das beim Verfasser erhältlich oder im Internet unter www.aerzteblatt.de/lit4103 abrufbar ist.

Anschrift für die Verfasser:
Prof. Dr. med. Martin Halle
Präventive und Rehabilitative Sportmedizin
Klinikum rechts der Isar
Technische Universität München
Connollystraße 32, 80809 München
E-Mail: hallemartin@netscape.net

Weiter Informationen im Internet: www.cochrane.org
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