Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass das TV bei PLB signifikant höher war als bei QB und dass RR bei PLB signifikant niedriger war als bei QB, was die Forschungshypothese unterstützt. Diese Ergebnisse stimmen mit früheren Studien überein, die auf positive Auswirkungen von PLB im Vergleich zu QB in Bezug auf die Erhöhung des TV und die Senkung der RR hinweisen.
Das erhöhte TV während PLB war wahrscheinlich größtenteils auf den erhöhten Druck in den extra-thorakalen Atemwegen und somit auf die geringeren Kosten der Atmung aufgrund des verringerten intrinsischen positiven endexpiratorischen Drucks (PEEP) zurückzuführen. Viele COPD-Patienten versuchen mit PLB, einen extrinsischen PEEP zu erzeugen, um die Hyperinflation der Lunge und die Dyspnoe zu reduzieren. Das in unserer Studie beobachtete erhöhte TV kann durch eine neuere Studie erklärt werden, die berichtet, dass die Deflation des Bauches und die Inflation des Brustkorbs zu einem erhöhten Tidalvolumen der Brustwand während der PLB beiträgt. Allerdings wurden in dieser Studie die Dyspnoe-Scores im Zusammenhang mit den Haltungsänderungen und dem Atemmanöver nicht gemessen. Ein kürzlich veröffentlichter Bericht zeigte, dass PLB die RR verlangsamt und das TV sowohl in Ruhe als auch während der Belastung bei COPD-Patienten erhöht; kein Proband klagte über Dyspnoe in Ruhe oder während einer kontrollierten Belastung bei 60 % der maximalen Arbeitsbelastung. Bei vier der acht COPD-Patienten waren die Dyspnoe-Scores jedoch durch PLB erhöht. . PLB hatte in dieser Studie keine Auswirkungen auf die Minutenventilation, erhöhte die Muskelaktivität der Bauchmuskeln und hatte eine variable Auswirkung auf die Dyspnoe bei willentlicher Belastung. Einige Studien haben darauf hingewiesen, dass die exspiratorische Muskelrekrutierung mit einer Verschlechterung der Dyspnoe einhergeht. Keiner der Probanden war vor dieser Studie mit PLB behandelt worden oder hatte PLB freiwillig angewendet. Kein Patient klagte über ein zunehmendes Gefühl der Dyspnoe in den einzelnen Versuchen, da alle Probanden vor der Teilnahme an der Studie eine Eingewöhnungsphase mit der PLB und der Annahme der Körperhaltung hatten.
Das Zwerchfell enthält drei Arten von Muskelfasern (Typen I, IIA und IIB/X), und die Fasertypen variieren in ihrer Funktion mit dem Alter, der Art der Übung und der chronischen respiratorischen Belastung bei Patienten mit COPD . Eine Verschiebung des Muskelfasertyps des Zwerchfells hin zu den langsam zuckenden, oxidativen Fasern des Typs I, die ermüdungsresistenter sind, erhöht die Ausdauer, während der Proteinabbau und eine signifikante Verringerung des Myosingehalts die Fähigkeit zur Erzeugung von Muskelkraft verringert. Durch die pulmonale Hyperinflation wird das Zwerchfell verkürzt und abgeflacht, wodurch sich die Länge der Zwerchfellmuskelfasern und ihre Kraft verändern. Gleichzeitig sinkt die Fähigkeit des Zwerchfellmuskels, einen optimalen Druck zu erzeugen, aufgrund des mechanischen Nachteils im Längen-Spannungs-Verhältnis, der durch die Hyperinflation verursacht wird.
Obwohl in dieser Studie keine Beschwerden über Dyspnoe während der ruhigen Atmung auftraten, konnte die Wirkung der PLB im Hinblick auf die Linderung der Dyspnoe nicht bestimmt werden, da wir keine Daten über die exspiratorische Muskelaktivität oder Dyspnoeskalen erhoben haben. Obwohl die positiven Veränderungen von TV und RR während PLB aufgrund der begrenzten Daten in unserer Studie nicht als Erklärung für die positive Wirkung auf die Linderung der Dyspnoe herangezogen werden konnten, ist es wahrscheinlich, dass PLB die Zwerchfellaktivität reduziert und somit zum Schutz vor Ermüdung der Zwerchfellmuskulatur unter erhöhten Beatmungsbedingungen bei Patienten mit COPD beiträgt.
Im Gegensatz zu PLB unterschieden sich TV und RR nicht signifikant von der Sitzposition. Somit wurde die Forschungshypothese bezüglich der Atemposition durch die Ergebnisse dieser Studie nicht unterstützt. Diese Ergebnisse stimmen mit einer kürzlich durchgeführten Studie von Bhatt et al. überein, die bei COPD-Patienten keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf FEV1, das Verhältnis von forciertem Ausatmungsvolumen zur forcierten Vitalkapazität (FEV1/FVC), den maximalen Inspirationsdruck (MIP), den maximalen Exspirationsdruck (MEP), die Zwerchfellbewegungen während der Tidalatmung oder die forcierte Atmung in sitzender oder liegender Position oder im Sitzen mit nach vorne gebeugten Händen auf den Knien (Dreibeinposition) feststellten. Kera und Maruyama berichteten, dass sich das TV bei 15 jungen erwachsenen Männern in Abhängigkeit von der Sitzposition nicht signifikant veränderte.
Die Körperhaltung kann den Grad der Begrenzung des exspiratorischen Tidalflusses entsprechend den Veränderungen der funktionellen Residualkapazität (FRC) beeinflussen. In neueren Studien wurde beschrieben, dass das zusammengesackte Sitzen im Vergleich zu aufrechten Körperhaltungen TV, FVC, FEV1 und den exspiratorischen Spitzenfluss vermindert. In einer anderen aktuellen Studie wurde festgestellt, dass die Auswirkungen von Haltungsänderungen auf die Atembewegungen der Brustwand nicht speziell untersucht wurden, und es wurde berichtet, dass Veränderungen der Sitzhaltung in einer Ebene die dreidimensionale Konfiguration des Brustkorbs und die Kinematik der Brustwand bei sieben gesunden Probanden während der Atmung bei gleichbleibender Atmungsfunktion veränderten.
Patienten mit schwerer COPD lehnen sich häufig nach vorne und stützen ihre Arme ab. Eine Position, bei der die Ellbogen auf einem Tisch abgestützt wurden, erhöhte die Atemkapazität bei vier gesunden Männern signifikant, und dieser Effekt könnte eine hilfreiche Information für COPD-Patienten sein, deren Zwerchfelle abgeflacht und ineffektiv sind, da diese Patienten mehr auf die inspiratorischen Muskeln des Brustkorbs angewiesen sind. Im Gegensatz dazu beeinträchtigte das Abspannen der Arme die Funktion der inspiratorischen Muskeln und reduzierte die Stabilität des Brustkorbs bei sechs normalen Probanden, und diese negativen Auswirkungen konnten die verbesserte Fähigkeit, eine Hyperpnoe aufrechtzuerhalten, wenn die Arme abgespannt wurden, nicht erklären.
Da die muskuläre kraftgenerierende Kapazität des Zwerchfells bei COPD verringert ist und die Auswirkungen des Abspreizens der Ellbogen in den bisherigen Studien unterschiedlich waren, konzentrierten wir uns in der vorliegenden Studie auf die Veränderungen der inspiratorischen akzessorischen Muskelaktivität im Zusammenhang mit Veränderungen der Körperhaltung mit oder ohne Abspreizen der Ellbogen, um die Auswirkungen der Körperhaltung zu ermitteln.
Obgleich sowohl die WAS- als auch die WAHS-Haltung, die durch einen nach vorne geneigten Rumpf gekennzeichnet sind, den intraabdominalen Druck erhöhen und die Zwerchfellauslenkung in Richtung Bauchhöhle während der Inspiration verringern könnten, nehmen viele COPD-Patienten eine sitzende Haltung mit nach vorne geneigtem Rumpf ein, wenn sie ein zunehmendes Gefühl von Dyspnoe verspüren, und sportliche Läufer stehen mit nach vorne geneigtem Rumpf und mit den Händen auf den Knien, nachdem sie das Rennen beendet haben, um den Beatmungsbedarf zu verringern. Viele Forscher möchten Sitzhaltungen identifizieren, die die Funktion des Zwerchfells unterstützen können.
TV und RR unterschieden sich in dieser Studie nicht signifikant in Bezug auf die Sitzposition. Wir hatten keine Daten über den inspiratorischen Arbeitszyklus oder die FRC in Abhängigkeit von der Sitzhaltung; daher liefern unsere Ergebnisse keine vollständigen Informationen über die haltungsbedingten Veränderungen des Lungenvolumens.
Die Muskelaktivitäten des SM und SCM waren in dieser Studie bei PLB signifikant größer als bei QB. Die Tatsache, dass SM und SCM zwischen der Halswirbelsäule und den oberen beiden Rippen ansetzen, führt bei Patienten mit COPD zu einer erhöhten Muskelaktivität dieser Muskeln während der Inspiration, was als Versuch interpretiert werden kann, das intrathorakale Volumen durch Anheben der oberen Rippen und des Brustbeins zu vergrößern. Die erhöhte SCM-Aktivität bei PLB im Vergleich zu QB stimmt mit den Ergebnissen einer früheren Studie überein, die auf eine erhöhte inspiratorische Brustkorbexpansion und Rekrutierung der akzessorischen Atemmuskulatur sowie auf eine reduzierte Zwerchfellrekrutierung während der Inspiration bei PLB im Vergleich zur Tidalatmung hinweist.
In dieser Studie waren die Muskelaktivitäten des SM und SCM in vorwärts geneigter Position, sowohl bei WAHS als auch bei WAS, größer als die in NP, obwohl die erhöhte Muskelaktivität des SM bei WAS im Vergleich zu NP keine statistische Signifikanz erreichte. Diese Ergebnisse lassen sich durch mehrere Mechanismen erklären. Erstens ist es möglich, dass die erhöhte Aktivität des SM und SCM die eingeschränkte Abwärtsbewegung des Zwerchfells überwand. Die nach vorne geneigte Position führt zu einem erhöhten intraabdominalen Druck, da sich die Rippen dem Becken annähern, was es dem Zwerchfell erschwert, sich während der Inspiration nach kaudal zu senken. Eine zweite Möglichkeit ist die Umkehrung der Muskelwirkung durch die stabilisierende Kraft der Hand auf dem Gesicht bei WAHS und des Unterarms auf dem Oberschenkel bei WAS. Wenn die Hände oder Unterarme stabilisiert werden, können das Brustbein, das Schlüsselbein und der Brustkorb durch den SM und den SCM nach oben gezogen werden.
In dieser Studie zeigte der PM die größte Muskelaktivität bei WAS, gefolgt von WAHS, und die geringste PM-Aktivität wurde bei NP beobachtet. Diese Ergebnisse lassen sich durch eine Umkehrung der Muskelkontraktion erklären. Wenn das distale Gliedmaßensegment stabilisiert ist, kann das proximale Gliedmaßensegment mobilisiert werden. Die geringere Aktivität des PM bei WAHS im Vergleich zu WAS könnte auf eine erhöhte Aktivität von SM und SCM bei WAHS zurückzuführen sein. Die Muskelaktivitäten der Hauptatemmuskeln, einschließlich des Zwerchfells und der Zwischenrippenmuskeln, wurden jedoch nicht gemessen, so dass die Auswirkungen von Veränderungen der Aktivität der akzessorischen Muskeln bei verschiedenen Atemmanövern und in verschiedenen Positionen auf die Aktivität der Hauptmuskeln in dieser Studie nicht bestimmt werden konnten. Darüber hinaus bleiben die Auswirkungen von Atemmanövern und Sitzhaltungen auf die Lungenfunktion bei Patienten mit COPD unklar, da die Messung des Lungenvolumens und der Dyspnoe je nach Atemmanöver und Sitzhaltung begrenzt ist. Weitere Studien sind erforderlich, um die wichtigsten Muskeln der Atmung zu messen, einschließlich der Untersuchung verschiedener Aktivitäten und Bedingungen der ventilatorischen Insuffizienz, unter Verwendung verschiedener pulmonaler Parameter und Dyspnoe-Skalen.