Rolle der raschen, schnell ermüdenden Typ 2b Muskelfasern beim Radfahren Querschnittgelähmter mithilfe der Elektrostimulation

Einführung: Das in der Neurorehabilitation querschnittgelähmter Personen eingesetzte Radfahren mithilfe der Elektrostimulation von querschnittgelähmten Personen führt zu geringen Ausgangsleistungen, teilweise weil die umgebaute Muskulatur chronisch querschnittgelähmter Patienten aus raschen, schnell bzw. langsam ermüdenden Fasern (Typ 2b bzw. 2a) besteht.

Fragestellung: Da es anderseits bekannt ist, dass beim Radfahren gesunder Probanden das Pedaltreten bei hoher Umdrehungszahl (120 Upm) vorwiegend auf der Arbeit rascher Muskelfasern beruht, stellt sich die Frage, welche Fasertypen beim typischen FES-Radfahren (45 Upm) des querschnittgelähmten Patienten eingesetzt werden und wie ist die prozentuale Lastenverteilung der verfügbaren Fasertypen.

Methode: Die modulierte Mittelfrequenzstimulation (MFS) von 4kHz bewirkt (im Gegensatz zu der in der Funktionellen Elektrostimulation üblicherweisen eingesetzten, niederfrequenten Stimulation, NFS) eine selektive Stimulation der raschen, langsam ermüdenden 2a Fasern. Die während 20 Minuten Ergometer-Radfahren erzeugte Leistung ist bei elf komplett querschnittgelähmten Personen aufgezeichnet worden, wobei in randomisierter Reihenfolge MFS (nur 2a Fasern) und NFS (2a und 2b Fasern) eingesetzt wurden (Abb.1). Anschließend wurden die in 20 Minuten generierte Arbeit unter MFS und NFS verglichen worden.

Resultate: Die während des Pedaltretens entwickelte Arbeit war unter MFS (4716±823J) signifikant (Wilcoxon, p <0,001) niedriger als unter NFS (8445±2341J). Der Anteil an der raschen, schnell ermüdenden Fasern (Typ 2b) an der totalen Arbeit (100%) betrug 44±21% (Abb.2 Fallbeispiel eines Studienteilnehmers: rote Kurve: MFS, blaue Kurve: NFS)

Schlussfolgerung: Beim Radfahren mit FES querschnittgelähmter Personen wird die Arbeit in ungefähr gleichem Ausmaß (44% zu 56%) von schnell bzw. langsam ermüdenden Fasern erzeugt (Typ 2b bzw. 2a). Dies ist umso erstaunlicher, da die angenommen prozentuale Verteilung der Muskelfasern bei chronischen Querschnittgelähmten als Typ 2a: 30% (Typ 2a) und 70% (Typ 2b) beträgt.

Fig. 1

Fig. 2