Machbarkeit einer Atemübungsintervention bei älteren Erwachsenen nach Knieoperation

Postoperative Komplikationen, definiert als jedes Ereignis, das vom normalen Genesungsverlauf abweicht,1 beeinträchtigen das physiologische und psychologische Wohlbefinden der Patienten negativ und verursachen erhebliche finanzielle Belastungen für die Gesundheitssysteme.2-4 Von den geschätzt 312 Millionen jährlich durchgeführten Operationen führen 7–20 % zu einer oder mehreren Komplikationen.5-7 Operationen machen fast 40 % der Krankenhausausgaben aus, wobei postoperative Komplikationen für über die Hälfte dieser Kosten verantwortlich sind.2,8 Komplikationen reichen von mild (z. B. Übelkeit, Verstopfung) bis schwer (z. B. Infektion, Sepsis) und tragen zu postoperativen Morbiditäten wie Schmerzen, Angst und Depression bei, sowie sogar zu Mortalität bei Unterbehandlung.4,6,9 Ihre Intensität wird von der Art des Eingriffs, patientenspezifischen Risikofaktoren und dem perioperativen Management beeinflusst.10-14 Ältere Erwachsene (≥65 Jahre) sind besonders gefährdet, da das Altern neuroendokrine und Immunfunktionen verändert, die für die Genesung entscheidend sind.9,15,16 Sie machen weltweit 32–53 % der chirurgischen Patienten aus,15,17 eine Zahl, die bis 2030 voraussichtlich um mindestens 10 % steigen wird.7,18 Die totale Kniearthroplastik (TKA) macht etwa 55 % der Eingriffe in dieser Gruppe aus und wird voraussichtlich bis 2040 um 14 % zunehmen.19,20 Trotz Fortschritten in der chirurgischen Praxis erleben etwa 12 % der älteren Erwachsenen Komplikationen nach TKA.21,22 Mit der wachsenden alternden Bevölkerung könnten Millionen ein erhöhtes Risiko für postoperative Komplikationen und damit verbundene Morbiditäten haben.

Ein primärer Mechanismus, der zu diesen Komplikationen beiträgt, ist die chirurgische Stressreaktion (SSR), eine angeborene neuroendokrine, metabolische und Immunreaktion, die darauf ausgelegt ist, die Homöostase nach Gewebeverletzung aufrechtzuerhalten.3,6,9 Wenn eine Operation stattfindet, erkennt der paraventrikuläre Kern (PVN) des Hypothalamus physiologische Stresssignale und löst die Aktivierung des sympathischen Nervensystems (SNS) und der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse) aus.6,9 Die HPA-Achse reguliert das zirkulierende Cortisol und den zirkadianen Rhythmus,23,24 aber eine übermäßige SNS-Aktivierung während der Operation stört dieses System, was zu einem anhaltend erhöhten Cortisolspiegel und abgeflachten zirkadianen Steigungen führt.9,25 Abgeflachtere Cortisolsteigungen wurden mit stärkeren postoperativen Schmerzen, Angst und Depression in Verbindung gebracht.23,24,26 Daher kann eine Dysregulation der HPA-Achse postoperative Morbiditäten verstärken, insbesondere bei älteren Erwachsenen.9,23,27 Obwohl die SSR für die Heilung notwendig ist,9,28,29 kann ein autonomes Ungleichgewicht, verursacht durch anhaltende SNS-Aktivität und reduzierte parasympathische Nervensystem (PNS)-Aktivität, noch Wochen nach der Operation andauern.9,28,30 Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine Stärkung der PNS-Aktivität das autonome Nervensystem (ANS) wieder ins Gleichgewicht bringen, die Stressreaktion abschwächen und die Genesungsergebnisse verbessern kann.29,31-33 Angesichts der wachsenden Zahl älterer Erwachsener, die sich einer TKA unterziehen, besteht ein klarer Bedarf an sicheren verhaltensbezogenen Interventionen, die das PNS aktivieren, um SSR-Dysregulation und damit verbundene Komplikationen zu mildern.

Das PNS, oder das „Ruhe- und Verdauungssystem“, stellt das Gleichgewicht nach SNS-Aktivierung wieder her.34-36 Dieses System wird hauptsächlich durch den Vagusnerv vermittelt, der unwillkürliche Prozesse wie Herzfrequenz, Atmung und Verdauung reguliert.34,37,38 Die vagale Signalübertragung zwischen Gehirn, Lunge und Herz erzeugt respiratorische Sinusarrhythmie (RSA), eine rhythmische Herzfrequenzschwankung mit der Atmung, die als Biomarker für den Vagustonus und die PNS-Aktivität dient.40,41 Ein höherer Vagustonus spiegelt eine größere parasympathische Kapazität wider und korreliert mit verbessertem psychologischem und physiologischem Wohlbefinden.33,41 Der Vagusnerv moduliert auch die HPA-Achse, indem er das Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) im PVN reguliert, was die nachgeschaltete ACTH- und Cortisolausschüttung beeinflusst.9,34,42 Forschungsergebnisse zeigen eine umgekehrte Beziehung zwischen Vagustonus und HPA-Aktivität,34,42,43 was darauf hindeutet, dass ein verringerter Vagustonus, wie er bei Dysregulation durch die SSR beobachtet wird, mit schlechteren psychologischen Ergebnissen wie Schmerzen, Angst und Depression korreliert.44,45 Die Verbesserung des Vagustonus durch Interventionen, die RSA fördern, kann daher das autonome Gleichgewicht, die HPA-Regulation und eine verbesserte postoperative Genesung erleichtern.

Atemarbeit ist ein vielversprechender nicht-pharmakologischer Ansatz, um diesen Effekt zu erzielen. Definiert als die bewusste Regulierung von Atemfrequenz und -rhythmus, um physiologische Zustände zu beeinflussen,32,46 kann Atemarbeit die PNS-Aktivität stärken und die SNS-Überaktivierung während der SSR entgegenwirken.31,33 Praktiken wie Resonanzatmung, bei der die Atmung auf vier bis sieben Atemzüge pro Minute verlangsamt wird, rufen natürlicherweise RSA hervor und erhöhen den Vagustonus.47-49 Resonanzatmung wurde mit HPA-Regulation (50) und Verringerungen von Schmerzen, Angst und Depression in Verbindung gebracht.46,51,52 Allerdings haben nur wenige Studien ihre Auswirkungen auf postoperative Ergebnisse bei älteren Erwachsenen nach TKA untersucht.

Diese Studie untersucht Box Breathing als praktikable Ergänzung zur üblichen perioperativen Versorgung (CAU) für ältere Erwachsene, die sich einer TKA unterziehen. Box Breathing ist eine kontrollierte Atemtechnik, bei der jeder Abschnitt der Praxis (Einatmungen, Ausatmungen und Atemanhaltephasen) gleich lang ist.46,53 Die Praxis kann angepasst werden, um Resonanzatmungsraten zu erreichen, die RSA stimulieren, den Vagustonus erhöhen und das PNS aktivieren.47-49 Box Breathing ist zugänglich, kostengünstig und leicht zu erlernen, erfordert minimalen Zeitaufwand und keine Ausrüstung, was seine Praktikabilität bei älteren chirurgischen Patienten unterstützt.

Vorläufige Studien deuten darauf hin, dass Box Breathing physiologische und psychologische Ergebnisse verbessert, indem es die PNS-Aktivität erhöht und die SNS-Erregung reduziert.46,53,54 Kontrollierte Atemanhaltephasen können Stress und Angst weiter verringern, indem sie die Kohlendioxidtoleranz verbessern.51,55 Die aktuelle Studie legt nahe, dass Box Breathing die SSR-induzierte HPA-Dysregulation und Abflachung der zirkadianen Cortisolsteigungen abschwächen kann, wodurch Schmerzen, Angst, Depression und die Qualität der Genesung bei älteren Erwachsenen, die sich einer TKA unterziehen, verbessert werden.