Die Studie mit dem Titel „Exercise intolerance in cystic fibrosis: importance of skeletal muscle“ wurde in der Zeitschrift Medicine & Science in Sports & Exercise veröffentlicht.

Patienten mit Mukoviszidose haben häufig eine Belastungsintoleranz, definiert als eine verminderte Fähigkeit, körperliche Übungen durchzuführen. Die Belastungsintoleranz wird anhand des Sauerstoffverbrauchs bewertet und wurde bereits als Möglichkeit zur Abschätzung der Lebenserwartung bei CF-Patienten vorgeschlagen.

Forscher haben nun die Hypothese aufgestellt, dass die Belastungsintoleranz auf ein Ungleichgewicht zwischen der Sauerstoffzufuhr zum gesamten Körper und dem Sauerstoffverbrauch der Muskeln zurückzuführen sein könnte.

„Basierend auf der komplizierten Pathophysiologie der Mukoviszidose und der anerkannten Rolle der O₂-Extraktion in den Muskeln für die körperliche Leistungsfähigkeit stellten wir die Hypothese auf, dass Menschen mit leichter bis mittelschwerer Mukoviszidose bei gleichzeitiger Untersuchung eine Belastungsintoleranz zeigen, die zum Teil durch die Unfähigkeit der Skelettmuskulatur, O₂ effizient zu nutzen, begrenzt ist“, schreiben die Forscher.

Um ihre Hypothese zu testen, untersuchte das Team 15 Patienten mit leichter bis mittelschwerer CF und 18 gesunde Personen als Kontrollgruppe. Ihre körperliche Leistungsfähigkeit, die Blutflussdynamik, Messungen des Gasaustauschs und die Sauerstoffverwertung wurden zu Beginn der Studie untersucht.

Wie erwartet waren die Messungen der Lungenfunktion bei Patienten mit CF niedriger als bei gesunden Personen. Die Belastungsfähigkeit auf einem Fahrradergometer (stationäres Fahrrad) und die Messungen der Ventilation (die Gasaustauschbewegung zwischen der Umgebung und der Lunge durch Ein- und Ausatmung) waren ebenfalls geringer.

Bei Patienten mit Mukoviszidose wurde festgestellt, dass die körperliche Leistungsfähigkeit durch die Fähigkeit der Skelettmuskulatur – der Muskeln, die für die Bewegung verantwortlich sind – begrenzt ist, Sauerstoff zu gewinnen.

„Personen mit leichter bis mittelschwerer Mukoviszidose weisen eine reduzierte periphere Sauerstoffaufnahme während des Trainings auf, was wahrscheinlich zu der beobachteten Trainingsintoleranz beiträgt“, schreiben die Forscher.

Sildenafil (von Pfizer unter dem Markennamen Revatio vermarktet) ist ein Phosphodiesterase -Typ 5-(PDE-5) Inhibitor, der von der U.S. Food and Drug Administration zur Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit bei Patienten mit pulmonaler arterieller Hypertonie zugelassen ist. Sildenafil wirkt, indem es die Blutgefäße weitet, den Blutfluss erhöht und den Blutdruck senkt.

In einer früheren Studie hatten die Forscher gezeigt, dass die vierwöchige Einnahme von Sildenafil die körperliche Leistungsfähigkeit von Patienten mit CF verbessert. Nun stellte das Team die Hypothese auf, dass Sildenafil die körperliche Leistungsfähigkeit verbessern könnte, indem es das Ungleichgewicht zwischen Sauerstoffzufuhr und -abfuhr anspricht.

Um dies zu testen, nahmen die 15 CF-Patienten vier Wochen lang Sildenafil (20 Milligramm, dreimal täglich) zusätzlich zu ihrer Standard-CF-Therapie ein. Nach diesem Zeitraum wurden bei allen Patienten neue Lungenfunktions- und Belastbarkeitstests durchgeführt.

Die Ergebnisse zeigten, dass die vierwöchige Einnahme von Sildenafil die Lungenfunktion nicht verbesserte. Wie in der vorherigen Studie erhöhte es jedoch die körperliche Leistungsfähigkeit um durchschnittlich 4,7 %.

Der Anstieg der körperlichen Leistungsfähigkeit ging mit einer Zunahme der Ventilation und der Sauerstoffaufnahme durch die Skelettmuskulatur einher, wobei die Werte die der Kontrollteilnehmer erreichten.

Basierend auf den Ergebnissen schlussfolgerte das Team, dass „Personen mit leichter bis mittelschwerer Mukoviszidose eine Belastungsintoleranz aufweisen, die sekundär auf eine reduzierte O₂-Verwertung durch die trainierende Skelettmuskulatur zurückzuführen ist“, schrieben sie und fügten hinzu, dass die Daten auch „zeigen, dass eine [vierwöchige] Sildenafil-Behandlung die Fähigkeit der Skelettmuskulatur verbessert, O₂ während des Trainings effizienter zu nutzen.“

„Zusammengenommen unterstreichen unsere Ergebnisse die Bedeutung einer gezielten Beeinflussung der Mechanismen der O₂-Verwertung in der Skelettmuskulatur bei Mukoviszidose, um die Belastungstoleranz und das therapeutische Potenzial von Sildenafil zu erhöhen“, so die Autoren.