Querschnittlähmung und Atmung: Warum das Atmen Mühe macht

Atemprobleme und Atemnot können den Alltag von Menschen mit Querschnittlähmung häufig beeinträchtigen. Was sind die Gründe dafür? Wie kann ich damit als Mensch mit Querschnittlähmung umgehen und besser leben? Die S2k-Leitlinie der DMGP gibt Antworten.

Die neue S2k-Leitlinie „Atmung, Atemunterstützung und Beatmung bei akuter und chronischer Querschnittlähmung“, herausgegeben von der Deutschsprachigen Medizinischen Gesellschaft für Paraplegiologie (DMGP), wurde im August 2022 bei der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.V. (AWMF) als deutscher Dachverband von 182 Fachgesellschaften der Medizin eingereicht. Erarbeitet wurde die Leitlinie vom Arbeitskreis „BeAtmung“: „Besser leben mit der Einschränkung der Atmung bei Querschnittlähmung“ war unsere Motivation, diese DMGP-Leitlinie zu verfassen. Sie ist die Frucht vieler Jahre enger interdisziplinärer und interprofessioneller Arbeit.

Das Problem – die Hilfe

Wir können schematisch acht Problemfelder benennen, die bestimmen, warum Menschen mit Querschnittlähmung Atemprobleme aufweisen. Entsprechend können gezielt Hilfen zu den einzelnen Problemen angeboten werden.

1. Die fehlende Kontrolle über die Atemmuskulatur

Abhängig von der Läsionshöhe wird die Nervenversorgung zur Atemmuskulatur unterbrochen. Atemmuskeln, die der Ein- und Ausatmung dienen, versagen ihren Dienst. Das Ausmaß des Verlustes der Atemmuskulatur ist bedingt durch die Lähmungshöhe und kann von einer leichten Einschränkung der Atmung bis zur vollständigen Abhängigkeit von einer maschinellen Beatmung reichen. Die Kraft der Atempumpe, mit der wir Luft schöpfen, nimmt ab, das Luftvolumen, das wir ein- und ausatmen können, wird kleiner. Um das für uns jederzeit notwendige Luftvolumen zu erreichen, müssen wir rascher atmen; bei kleinem Atemzugvolumen erhöhen wir die Atemfrequenz.

Wie jede Muskulatur kann die uns verbleibende Atemmuskulatur in Kraft und Ausdauer trainiert werden. Wir wissen, dass insbesondere das Krafttraining der Einatmungsmuskulatur wirksam ist. Das Krafttraining kann mit einfachen Hilfsmitteln, die im Wesentlichen den Atemwegswiderstand erhöhen, durchgeführt werden. Zu Beginn erfolgt das Training unter Anleitung und Überwachung, danach selbstständig oder mit Unterstützung von Hilfspersonen. Dabei gilt wie für jeden Trainingserfolg: regelmäßig, mit korrekter Intensität und ausreichender Erholungsphase! Der Lohn: die verbesserte Leistungsfähigkeit (wie bei allen anderen Trainings).

2. Die weniger effiziente Atmung

Bei jedem Atemzug wird die zuletzt eingeatmete Atemluft nicht bis in die Lungenbläschen vordringen, sondern in den zentralen Luftwegen verbleiben und wieder ausgeatmet ohne am wichtigen Gasaustausch von Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) in den Lungenbläschen, Alveolen genannt, teilzunehmen. Dieser Anteil der Luft, die nicht genutzt werden kann, wird bei rascher Atmung mit geringen Atemvolumina zunehmen, unsere Atemarbeit damit erhöhen und die Atmung ineffizienter machen. Wir nennen diesen Anteil der Atmung die „Totraumventilation“. Tiefe und langsame Atemzüge wären effizienter.

Durch das Atemmuskeltraining kann sich das Atemvolumen erhöhen, der Atem wird „tiefer“, die Atemfrequenz sinkt, die Atemarbeit wird insgesamt geringer. Wir atmen effizienter und wir können mehr leisten.

3. Die Versteifung der Brustwand

Wenn wir immer nur kleine Atemzüge mit geringem Atemvolumen machen können, wird die Brustwand bei der Einatmung weniger gedehnt. Im Laufe der Zeit wird sich der Brustkorb zunehmend versteifen, sodass wir immer mehr gegen diese zunehmende Versteifung ankämpfen müssen. Eine Folgeverkrümmung der Wirbelsäule (Kyphoskoliose) kann die Situation noch verschlimmern. Die Lunge wird in einem immer kleineren „Käfig“ eingeschlossen und kann sich nur gegen hohen Kraftaufwand ausdehnen. Dies erhöht unsere Atemarbeit bei bereits schon geschwächter Atemmuskulatur. Ein Teufelskreis!

Der Brustkorb muss bereits früh regelmäßig, idealerweise bis zur ursprünglichen Ausdehnungstiefe, immer wieder ausgedehnt werden. Dies geschieht dadurch, dass wir die Lunge regelmäßig bis zu ihrer maximalen Einatmungskapazität auf[1]blähen. Als Selbsthilfe geschieht dies mit einem mehrmaligen kurzen Einatmen ohne zwischenzeitliches Ausatmen oder mit Hilfe eines Beatmungsbeutels und einer Hilfsperson. Möglich ist auch die „Froschatmung“. Eine Technik, bei der nur mit der Gesichts- und oberen Halsmuskulatur Luft in die Lunge geschluckt und damit geatmet wird. Es kann auch eine maschinelle Hustenhilfe (z.B. ein In-/Exsufflator) benutzt werden.

4. Die Position des Zwerchfelles

Das Zwerchfell ist ein (kopfwärts) stark gewölbter Muskel, der seine Wirkung als „Atempumpe“ dadurch erreicht, dass er sich bei Einatmung anspannt, flacher wird und damit Raum im Brustkorb schafft und die Lunge dabei ausdehnt. Es bildet eine verschiebliche Grenze zwischen Brust- und Bauchraum. Konsequenterweise hängt die Funktion des Zwerchfelles auch vom Zustand des Bauchraumes ab.

Drei Beispiele sollen dies erläutern:

  • Beim Aufsitzen aus liegender Position werden die Organe im Bauchraum – schwerkraftbedingt – bei fehlender Bauchmuskulatur nach unten und vorne fallen und den Bauch typischerweise vorwölben. Dabei ziehen sie das Zwerchfell nach unten, flachen es ab wie bei der Einatmungsposition. Das Zwerchfell kann in dieser Position kaum mehr der weiteren von uns ausgelösten Einatmung und Vergrößerung des Brustraumes dienen. Wir bekommen Atemnot beim Aufsitzen.
  • Tritt eine heftige Bauchspastik auf, wird das Zwerchfell maximal in den Brustraum, in die Ausatmungsstellung gedrückt. Wir müssen nun den erhöhten Druck im Bauch[1]raum zunächst mit der uns zur Verfügung stehenden Einatmungsmuskulatur überwinden, um überhaupt einatmen zu können. Unsere Atemarbeit erhöht sich deutlich. Die verminderte Kraft der Einatmungsmuskulatur führt zu noch kleineren Atemvolumina. Wir bekommen Atemnot bei einer Bauchspastik.
  • Bei Verstopfung (Koprostase) wird der Druck im Bauch[1]raum ebenfalls höher. Entsprechend müssen wir mehr Atemarbeit leisten, um diesen Druck entgegenzuwirken. Ein Bauchgurt kann die Funktion der Bauchmuskulatur zumindest teilweise übernehmen. Das Zwerchfell bleibt beim Aufsitzen gewölbt und kann seine Wirkung als „Atempumpe“ voll entfalten. Ein zusätzlicher Effekt ist zudem zu beobachten: Der Hustenstoß wird stärker. Eine Optimierung der Darmtätigkeit und das Vermeiden einer Koprostase wird auch der Atmung helfen.

5. Die autonome Dysregulation

Das autonome Nervensystem versorgt auch die Luftwege und sorgt zusammen mit dem sympathischen und parasympathischen Anteil (oft als „Spieler und Gegenspieler“ bezeichnet) für eine ausgewogene Regulation in allen Lebenslagen (ähnlich z.B. auch im Herz-Kreislauf-System). Bei Querschnittlähmung oberhalb Th6 wird der eine Anteil der autonomen Nervenversorgung, nämlich der sympathische Anteil zu den Luftwegen, unterbrochen. Der parasympathische Anteil regiert nun ohne „Gegenspieler“ über den Zustand der Luftwege. Dieser Anteil bewirkt nun eine Verengung der Luftwege, eine vermehrte Sekretbildung und eine zusätzliche asthmaähnliche Überempfindlichkeit der Luftwege mit Tendenz zur unkontrollierten Verengung (als sogenannter „Bronchospasmus“).

Bei neu aufgetretener Querschnittlähmung sind häufig Inhalationen mit Medikamenten, die die Wirkung des sympathischen Nervensystems nachahmen (Sympathomimetica) oder die Wirkung des vagalen Systems bremsen (Anticholinergica) wirksam, um die Luftwege zu erweitern und die Sekretbildung zu vermindern. Je nach Beschaffenheit des Sekretes (z.B. sehr zähem Sekret) sind weitere Inhalationen beispielsweise mit verschiedenen Konzentrationen von Kochsalzlösungen notwendig.

6. Die Atempausen in der Nacht

Häufige Atempausen in der Nacht (im Schlaf mehr als fünf bis zehn pro Stunde) können die Schlafqualität vermindern. Sie führen zu häufigem Erwachen, nicht erholsamen Schlaf mit vermehrter Schläfrigkeit tagsüber, aber auch mit verminderter Aufmerksamkeit, Konzentrations- und Lernfähigkeit. Wir wissen, dass der Anteil der Menschen mit Querschnittlähmung, die ein solcherart genanntes „Schlafapnoe-Syndrom“ aufweisen, deutlich höher liegt als bei einer Kontrollbevölkerung.

Es werden mehrere Faktoren diskutiert, die zu dieser Häufung führen:

  • die vermehrte Kollapsneigung der Luftwege oberhalb der Stimmritze durch vermehrte Wasser- und Fetteinlagerung,
  • die geringere Dehnung durch die geringe Atemtiefe,
  • die Verdickung der Halsmuskulatur (sie dient als Atemhilfsmuskulatur) oder
  • operative Eingriffe an der Halswirbelsäule.

Falls viele Atempausen nachts auffallen und wenn zusätzlich noch die genannten typischen Tagessymptome auftreten, sollte rasch eine weitere Abklärung mit einer Untersuchungsnacht (ambulant oder stationär) erfolgen. Wird das Schlafapnoe-Syndrom bestätigt, ist eine nächtliche, sogenannte CPAP-Therapie oder eine maschinelle Atemunterstützung mittels einer Maske sinnvoll. Im Prinzip wird unter der CPAP-Therapie ein erhöhter Druck auf die oberen Luftwege ausgeübt und diese damit stabilisiert, sodass sie nicht mehr kollabieren können. Die Anpassung des Drucks und der Maske erfolgen nach individuellen Vorgaben. Bei Erfolg verbessert sich die Lebensqualität häufig markant.

7. Der schwache Hustenstoß

Je schwächer die Ein- und Ausatemmuskulatur ist, umso schwächer wird der Hustenstoß. Der maximal erreichbare Luftfluss beim Husten reicht dann nicht mehr aus, um das Sekret in den Luftwegen abzuhusten. Der maximale Luftfluss kann einfach gemessen werden („Peakflow-Meter“). Wir wissen, dass ein Luftfluss zwischen 160-270 l/min noch knapp ausreicht, häufig jedoch bei vermehrtem Sekret (etwa wegen eines Atemwegsinfektes) ungenügend ist. Idealerweise sollte ein Hustenstoß mit einem Luftfluss von 300 l/min erreicht werden, damit Sekret aus den Luftwegen jederzeit effizient abgehustet werden kann.

Sekret in den Luftwegen jederzeit effektiv abhusten zu können, ist eines der wichtigsten Anliegen des Atemwegsmanagements. Der Hustenstoß kann dabei durch vielfältige Maßnahmen verbessert werden.

Die wichtigsten Eckpunkte sind dabei:

  • ein möglichst großes Luftvolumen bei der Einatmung zu erreichen und
  • den Hustenstoß mit Eigenmaßnahmen (Position, Haltung, Hustenmanöver) oder mit Hilfen (assistierte Hustentech[1]niken) und maschinell (z.B. In-/Exsufflator) zu maximieren. Zusätzlich sind häufig Inhalationen vor dem Abhusten und Maßnahmen, um das Sekret aus den peripheren Luftwegen zu befördern (etwa mit atemtherapeutischen Maßnahmen oder Vibrationstechniken), notwendig.

8. Der gestörte Gasaustausch

Um das O2 und CO2 im Blut jederzeit auch bei unterschiedlichen Bedürfnissen und Aktivitäten stabil zu halten, ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Belüftung der Lungenbläschen (Alveolen) und der Durchblutung der vielen Blutkapillaren, die sie umgeben, notwendig. Erst bei einem ausgeglichenen Verhältnis kann der Gasaustausch zwischen der Luft in der Alveole und den umgebenden Blutkapillaren zu den roten Blutkörperchen erfolgen: Sauerstoff gelangt von der Alveolarluft durch eine dünne Membran in die Blutkapillaren zu den roten Blutkörperchen. CO2 diffundiert von den Blutkapillaren in die Alveolarluft und wird abgeatmet.

Zwei exemplarische Beispiele sollen erörtern, wie dieses Verhältnis und damit der Gasaustausch gestört werden können:

  • Sekret verstopft die zu den Alveolen führenden, kleinen Luftwege. Die Alveolen werden nicht mehr mit Frischluft versorgt. Die Durchblutung der Kapillaren aber bleibt bestehen. Die Blutkörperchen können weniger Sauerstoff aufnehmen. Die Sauerstoffsättigung sinkt. Dies ist eine der häufigsten Ursachen eines plötzlichen Abfalles der Sauerstoffsättigung um drei bis vier Prozent oder mehr.
  • Die Zufuhr von Blut in die Kapillaren wird gedrosselt (Extrembeispiel: Lungenembolie). Die Belüftung der Alveole bringt keinen Nutzen. Sie erhöht nur den sogenannten Totraum und macht die Atmung entsprechend ineffizienter.

Und wenn all das nicht ausreicht?

Wenn dies alles nicht ausreicht, dann werden maschinelle Maßnahmen zur Atemunterstützung oder zum vollständigen Ersatz der Atempumpe notwendig. Je nach Ausmaß der Atemstörung sind Unterstützungen der Atempumpe nur nachts, nachts und partiell tagsüber oder – bei vollständigem Ersatz der Atempumpe – eine Beatmung über 24 Stunden notwendig. Je nach Situation kann die Atemunterstützung oder die Beatmung mit Maske (nicht-invasiv) oder via Trachealkanüle (invasiv) erfolgen. Manchmal ist auch eine Elektrostimulation des Zwerchfelles möglich. Die genauen Verfahren sind in unserer neuen Leitlinie beschrieben.

Siehe hierzu: Die S2k-Leitlinie „Atmung, Atemunterstützung und Beatmung bei akuter und chronischer Querschnittlähmung“


Der Text von Maria-Cristina Hallwachs und Dr. Franz Michel wurde in Ausgabe 3/2022 der Zeitschrift „Der Paraplegiker“ erstveröffentlicht. Die Redaktion von Der-Querschnitt.de bedankt sich herzlich für die Zustimmung zur Zweitveröffentlichung.