Physikalische Therapie bei Osteoarthritis

Physiotherapie bei Arthrose hilft:

• Vorbeugung oder Beseitigung der Atrophie der periartikulären Muskulatur (z. B. des Quadrizepsmuskels des Oberschenkels bei Patienten mit Gonarthrose ),
• Vorbeugung oder Beseitigung von Gelenkinstabilitäten,
• Verringerung der Arthralgie, Verbesserung der Funktion der betroffenen Gelenke,
• Verlangsamung des weiteren Fortschreitens der Arthrose,
• Reduzierung des Körpergewichts.

Übungen zur Steigerung des Bewegungsumfangs

Ursachen für Gelenksteifheit bei Patienten mit Arthrose können sein:

• Ausdehnung der Gelenkkapsel infolge einer Vergrößerung der Synovialflüssigkeit,
• Retraktion der Gelenkkapsel, der periartikulären Bänder und Sehnen,
• fibröse Ankylose des Gelenks unterschiedlichen Schweregrades aufgrund von Verlust des Gelenkknorpels,
• Inkongruenz der Gelenkflächen, Vorhandensein mechanischer Blockaden (Osteophyten, Gelenkmäuse),
• Muskelkrampf,
• Gelenkschmerzen.

Darüber hinaus sollte der behandelnde Arzt berücksichtigen, dass eine Verringerung des Bewegungsumfangs in einem Gelenk die Biomechanik benachbarter distaler und proximaler Gelenke beeinflusst. Beispielsweise war laut S. Messier et al. (1992) und D. Jesevar et al. (1993) bei älteren Patienten mit Gonarthrose der Bewegungsumfang in allen großen Gelenken beider Unterschenkel (Hüfte, Knie und Sprunggelenk) im Vergleich zu Personen der Kontrollgruppe ohne Gelenkerkrankungen reduziert. Die beeinträchtigte Biomechanik des betroffenen Gelenks führt zu Veränderungen der normalen Gliedmaßenbewegungen, erhöht die Belastung der Gelenke, steigert den Energieverbrauch während der Bewegung und verstärkt Schmerzen und Gelenkinstabilität. Darüber hinaus verändert die Einschränkung des Bewegungsumfangs der Unterschenkelgelenke die normale Gangkinematik. Beispielsweise weist ein Patient mit Gonarthrose eine verringerte Winkelgeschwindigkeit und einen verringerten Bewegungsumfang des Kniegelenks auf, jedoch eine kompensatorische Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit des Hüftgelenks im Vergleich zu Personen der Kontrollgruppe (gleiches Alter, Geschlecht und Körpergewicht) ohne Osteoarthrose. Darüber hinaus ist bei Patienten mit Gonarthrose die nicht betroffene Extremität stärker belastet. Es ist heute allgemein anerkannt, dass langfristige passive Bewegungen einen trophischen Effekt auf den Gelenkknorpel haben und dessen Regeneration fördern können. Daher ist die Wiederherstellung des funktionellen Bewegungsumfangs der betroffenen Gelenke eine wichtige Aufgabe der nichtmedikamentösen Behandlung und Rehabilitation von Patienten mit Osteoarthrose.

Derzeit werden verschiedene körperliche Übungen verwendet, um den Bewegungsumfang der Gelenke wiederherzustellen:

• passiv (das Gelenk wird vom Therapeuten oder seinem Assistenten mobilisiert),
• semi-aktiv (der Patient führt selbstständig Bewegungen im Gelenk aus, der Methodiker/Assistent hilft nur am Ende jeder Bewegung, um das maximale Volumen zu erreichen),
• aktiv (der Patient führt Bewegungen im größtmöglichen Umfang selbstständig aus).

Vor dem Übungskomplex können Massagen oder Physiotherapie (Infrarot, Kurzwelle, Mikrowellenstrahlung, Ultraschall) durchgeführt werden, um die Steifheit in den betroffenen Gelenken zu reduzieren und die Durchführung der Übungen zu erleichtern.

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Übungen zur Stärkung der periartikulären Muskulatur

In der Literatur finden sich zahlreiche Berichte zum Zusammenhang zwischen Kniearthrose und Schwäche/Hypertrophie des Musculus quadriceps femoris. Diese Studien weisen darauf hin, dass Gelenkschmerzen bei Patienten mit Gonarthrose eine Folge der Schwäche der periartikulären Muskulatur und ihrer asymmetrischen Aktivität sein können, die zu einer Destabilisierung des Gelenks führt. Die Belastung des instabilen Gelenks führt zu einer Dehnung des innervierten Gewebes und verursacht Schmerzen, die die Reflexaktivität der Skelettmuskulatur hemmen und dadurch die Funktion der Extremität einschränken; so schließt sich ein Teufelskreis. Bei Patienten mit manifester Kniearthrose ist häufig eine Schwäche des Musculus quadriceps femoris zu beobachten, deren direkte Ursache Schmerzen sind, die die willkürlichen Bewegungen im Gelenk einschränken und zur Atrophie der periartikulären Muskulatur führen. Dieses Phänomen wird als „arthrogene Muskelhemmung“ (AMI) bezeichnet. P. Geborek et al. (1989) berichteten über eine Hemmung der Muskelfunktion in normalen und von Osteoarthrose betroffenen Kniegelenken mit einer Zunahme des Volumens der intraartikulären Flüssigkeit und einem Anstieg des hydrostatischen Drucks. Eine andere Studie ergab, dass die maximale isometrische Kraft der periartikulären Muskeln bei Vorliegen eines Ergusses signifikant reduziert ist und das Absaugen überschüssiger Flüssigkeit zu ihrer Zunahme führt. Gleichzeitig wird AUM bei Patienten ohne Schmerzen und Gelenkerguss beobachtet, was auf das Vorhandensein anderer Mechanismen seiner Entstehung hinweist. Einer histochemischen Studie zufolge ist bei Patienten mit schwerer Coxarthrose, die auf eine Operation (Arthroplastik) warten, im Vergleich zu Personen der Kontrollgruppe die relative Anzahl von Typ-II-Fibrillen und der Durchmesser der Typ-I- und II-Fibrillen im Musculus gluteus medius verringert. Eine relative Zunahme der Anzahl von Typ-I-Fibrillen kann Muskelsteifheit verursachen und zur Entstehung von Osteoarthrose beitragen. Es ist zu beachten, dass einige Patienten ohne Hypotrophie des Quadrizepsmuskels des Oberschenkels eine Schwäche dieses Muskels aufweisen können. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass Muskelschwäche nicht immer auf eine periartikuläre Muskelatrophie oder Arthralgie und einen Gelenkerguss zurückzuführen ist, sondern häufiger auf eine Muskelfunktionsstörung. Letztere kann durch Deformierungen der Gliedmaßen, Muskelermüdung oder Veränderungen der Propriozeptoren verursacht werden. Die elektromyografische Analyse des Quadrizepsmuskels des Oberschenkels während isometrischer Kontraktion mit Kniebeugung um 30° und 60° zeigte bei Patienten mit Varusdeformität des Kniegelenks eine signifikant höhere Aktivität (hauptsächlich des Musculus rectus femoris) als bei Gesunden. Diese Daten erklären den höheren Energiebedarf und die schnelle Ermüdung von Patienten mit Arthrose bei längerer motorischer Aktivität.

Nach Ansicht einiger Forscher ist die Schwäche des Quadrizepsmuskels im Oberschenkel der Hauptrisikofaktor für das Fortschreiten einer Kniearthrose. Laut O. Madsen et al. (1997) kann eine geringe Steigerung der Muskelkraft (um 19 % des Durchschnitts bei Männern und um 27 % bei Frauen) das Risiko einer Arthroseprogression um 20–30 % senken.

Die Studie untersuchte die Bewegungen des Kniestreckers und -beugers bei Patienten mit Gonarthrose quantitativ: Sowohl die isometrische als auch die isotonische Kontraktion des M. quadriceps femoris war bei Patienten mit Kniearthrose weniger ausgeprägt als bei gesunden Probanden. Laut L. Nordersjo et al. (1983) war die Aktivität der Kniebeugekontraktion ebenfalls geringer als normal, jedoch in geringerem Ausmaß als die des Streckers. Eine isokinetische Studie ergab, dass bei Patienten mit Gonarthrose eine Schwäche des Kniestreckers häufiger auftritt als eine Schwäche des Beugers.

Als natürliche Stoßdämpfer erfüllen die periartikulären Muskeln eine Schutzfunktion. Obwohl zahlreiche klinische Studien den Effekt von Übungen zur Stärkung des M. quadriceps femoris auf die Symptome von Arthrose bei Patienten mit Gonarthrose belegen, ist es vor Beginn der Übungen notwendig, Schmerzen und Weichteilschwellungen zu lindern und Gelenkergüsse zu beseitigen, um das AUM-Phänomen, das eine effektive Rehabilitation verhindert, maximal zu eliminieren. Darüber hinaus beeinflusst der durch die Aktivität des Beugemuskels im Kniegelenk mit Erguss erzeugte Druck die Mikrozirkulation der Synovialflüssigkeit durch Kompression der Kapillaren.

Übungen zur Stärkung der periartikulären Muskulatur lassen sich in drei Gruppen einteilen:

• isometrisch (Muskelkontraktion ohne Längenänderung): Die Muskelkontraktion dauert 6 s, dann folgt die Entspannung, die Übung wird 5-10 Mal wiederholt; parallel dazu wird eine Koaktivierung der Antagonistenmuskeln empfohlen. S. Himeno et al. (1986) fanden heraus, dass die Belastung gleichmäßig auf der Oberfläche der TFO des Kniegelenks verteilt wird, wenn die Kraft der Agonistenmuskeln durch die Kraft der Antagonistenmuskeln ausgeglichen wird, was wiederum die Gesamtbelastung der Gelenkoberfläche reduziert und lokale Schäden verhindert;
• isotonisch (Bewegungen der Extremität im Gelenk mit oder ohne zusätzlichen Widerstand, bei denen die periartikulären Muskeln verkürzt oder verlängert werden); isotonische Übungen sollten ohne Überschreitung des vorhandenen Bewegungsbereichs und mit submaximalem Widerstand durchgeführt werden;
• isokinetisch (Gelenkbewegungen werden mit vollem Volumen bei konstanter Geschwindigkeit ausgeführt); Mit Hilfe eines isokinetischen Dynamometers wird der Widerstand so variiert, dass eine Erhöhung der Muskelkraft zu einer Erhöhung des Widerstands und nicht zu einer Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit beiträgt und umgekehrt.

O. Miltner et al. (1997) berichteten über die Wirkung isokinetischer Übungen auf den Sauerstoffpartialdruck (pO ₂ ) im intraartikulären Gewebe von Patienten mit Osteoarthrose: Eine Geschwindigkeit von 60° in 1 s führte zu einer Abnahme des intraartikulären pO ₂ unter den Ruhewert, während eine Geschwindigkeit von 180° in 1 s eine Verbesserung des Stoffwechsels in den intraartikulären Strukturen bewirkte. Es ist bekannt, dass eine pathologische Abnahme des intraartikulären pO ₂ destruktive Folgen für den Chondrozytenstoffwechsel hat. Am gefährlichsten ist jedoch die Reoxygenierung des Gewebes, die infolge einer Hypoxie auftritt. Die Ergebnisse einer Studie von D. Blake et al. (1989) deuten darauf hin, dass körperliche Übungen bei Kniegelenksschäden (Arthritis verschiedener Ätiologie, darunter Osteoarthrose, komplizierte Synovitis) Schäden verursachen, die durch aktive Sauerstoffradikale vermittelt werden. Der Mechanismus der synovialen Ischämie-Reperfusion ist mittlerweile gut bekannt. Bei einer Gonarthrose ist der durchschnittliche pO ₂ -Wert in Ruhe deutlich reduziert. Körperliche Übungen im Kniegelenk mit Synovitis führen zu einem deutlichen Anstieg des intraartikulären Drucks, einem übermäßigen kapillaren Perfusionsdruck und in einigen Fällen zu einem Anstieg des systolischen Blutdrucks, der eine Gewebehypoxie verursacht. Während dieser Phase erhöhten intraartikulären Drucks sinkt der pO ₂ der Synovialflüssigkeit. Im Ruhezustand sinkt der intraartikuläre Druck und es kommt zu einer Reperfusion. Die dominierenden Quellen von Sauerstoffradikalen im von Osteoarthrose betroffenen Gelenk, die als Folge des Hypoxie-Reoxygenierungs-Phänomens entstehen, sind kapillare Endothelzellen und Chondrozyten. Sauerstoffradikale schädigen alle Bestandteile der Knorpelmatrix und verringern die Viskosität der Synovialflüssigkeit. Darüber hinaus induziert Hypoxie die Synthese und Freisetzung von IL-1 durch Endothelzellen, einem Zytokin, das für den Abbau des Gelenkknorpels verantwortlich ist.

Der Zweck von Dehnübungen besteht darin, die Länge verkürzter periartikulärer Muskeln wiederherzustellen. Ursachen für eine Muskelverkürzung können langfristige Muskelkrämpfe, Skelettdeformationen und eingeschränkte Gelenkbeweglichkeit sein. Die Verkürzung der periartikulären Muskeln wiederum führt zu einer Einschränkung des Bewegungsbereichs im Gelenk. Nach 4 Wochen Dehnübungen und isometrischen Übungen beobachteten J. Falconer et al. (1992) bei Patienten mit Osteoarthrose eine Vergrößerung des Bewegungsbereichs und eine Wiederherstellung des Gangs. G. Leivseth et al. (1988) untersuchten die Wirksamkeit passiver Dehnung des Abduktorenmuskels des Oberschenkels bei 6 Patienten mit Coxarthrose. Abwechselnde Dehnungen (30 Sek.) und Pausen (10 Sek.) wurden 4 Wochen lang an 5 Tagen pro Woche 25 Minuten lang wiederholt, wodurch sich der Hüftabduktionsbereich um durchschnittlich 8,3° vergrößerte und die Gelenkschmerzen abnahmen. Eine Muskelgewebebiopsie ergab eine Hypertrophie der Fibrillen vom Typ I und II sowie einen erhöhten Glykogengehalt.

Bei einem Gelenkerguss sind Dehnübungen kontraindiziert.

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Aerobic-Übungen

Es gibt Hinweise auf die Notwendigkeit von aeroben Trainingsprogrammen bei Osteoarthrose. Es ist bekannt, dass Patienten mit Osteoarthrose der Kniegelenke beim Gehen einen erhöhten Sauerstoff- und Energieverbrauch aufweisen. Dies ist wahrscheinlich auf eine veränderte Gelenk- und Muskelfunktion zurückzuführen, die zu einer ineffektiven Fortbewegung führt. Patienten mit Gonarthrose sind häufig übergewichtig und weisen eine Schwäche der periartikulären Muskulatur auf. M. Ries et al. (1995) stellten fest, dass der Schweregrad der Gonarthrose mit einem niedrigen maximalen Sauerstoffverbrauch (V ₀ max) einhergeht. Dies deutet auf eine Unterforderung des Herz-Kreislauf-Systems bei Patienten mit schwerer Gonarthrose aufgrund von körperlicher Inaktivität in Verbindung mit starken Schmerzen und Funktionseinschränkungen der betroffenen Extremität hin. Die Ergebnisse relativ neuerer Studien haben eine Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit von Patienten mit Osteoarthrose (Verkürzung der Gehzeit einer bestimmten Distanz usw.) gezeigt, die an therapeutischen aeroben Trainingsprogrammen teilgenommen haben.

Bei der Entwicklung individueller Aerobic-Trainingsprogramme muss berücksichtigt werden, welche Gelenkgruppen von Arthrose betroffen sind. Beispielsweise kann Radfahren (Fahrradergometrie) Patienten mit Gonarthrose mit normalem Beugebereich im Kniegelenk und ohne signifikante Veränderungen des PFO des Gelenks empfohlen werden. Schwimmen und Wassergymnastik reduzieren effektiv die Belastung der Gelenke der unteren Extremitäten bei Coxarthrose und Gonarthrose.

Ein Physiotherapeut sollte jedoch berücksichtigen, dass übermäßige Belastungen zur Entstehung und zum Fortschreiten einer Osteoarthrose beitragen. Laut W. Rejeski et al. (1997) lindern hochintensive aerobe Übungen die Symptome einer Osteoarthrose jedoch wirksamer als moderate und niedrigintensive Übungen. In jedem Fall ist bei der Formulierung von Empfehlungen für den Patienten das Grundprinzip zu beachten: Das Training sollte nicht mehr als dreimal pro Woche stattfinden und nicht länger als 35–40 Minuten dauern.

Laut einer randomisierten Vergleichsstudie zur Wirksamkeit von Aerobic-Übungen und einem Schulungsprogramm bei älteren Patienten mit Gonarthrose wurden in der Fitnessgruppe eine signifikantere Verbesserung der motorischen Funktion und eine Verringerung der Schmerzen festgestellt als in der Gruppe der Patienten, die nur am Schulungsprogramm teilnahmen. In einer anderen Studie wurde festgestellt, dass Patienten mit Arthrose, die 12 Wochen lang nur an Aerobic-Training (Aerobic Walking, Übungen im Wasser) teilnahmen, eine stärkere Steigerung der aeroben Kapazität, eine Erhöhung der Gehgeschwindigkeit und eine Verringerung von Angstzuständen/Depressionen im Vergleich zu einer Kontrollgruppe von Patienten beobachteten, die nur passive Übungen zur Wiederherstellung des Bewegungsumfangs durchführten.

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