Hintergrund: Intensivpatienten erleiden häufig einen massiven Muskelschwund. Dieser ist mit auf der Intensivstation erworbener Muskelschwäche (Intensive Care Unit Acquired Weakness (ICUAW)) assoziiert und stellt eine schwerwiegende, intensivmedizinische Komorbidität dar, welche den Krankheitsverlauf negativ beeinflusst. Die Inzidenz wird zwischen 25% bei beatmeten Intensivpatienten und mehr als 70% bei Patienten mit schwerer Sepsis angegeben. Das klinische Symptom Muskelschwäche wird erst im Verlauf der kritischen Erkrankung gegenwärtig, wenn betroffene Patienten aus der Analgosedierung erwachen. Wann es jedoch zum eigentlichen Verlust des kontraktilen Muskelproteins Myosin kommt und welchen zeitlichen Verlauf der Abbau nimmt, wurde bisher nicht untersucht. Zielsetzung: Wir untersuchten zweizeitig Veränderungen des Myosingehaltes des schnellen und langsamen Subtyps im Skelettmuskel während des intensiv-medizinischen Krankheitsverlaufes und verglichen diesen mit gesunden Kontrollen. Methode: Kontrollierte, prospektive Beobachtungsstudie. Wir schlossen 29 beatmete Intensivpatienten mit einem SOFA score ≥ 8 an mindestens 3 von 5 Tagen nach Aufnahme auf die Intensivstation ein. Offen chirurgische Muskelbiopsien (M. vastus lateralis) wurden an median Tag 5 (4/7) und 15 (14/19) des intensivmedizinischen Aufenthaltes, sowie einmalig von gesunden Kontrollen (n=4), während einer elektiven Operation entnommen. Es erfolgte die Quantifizierung des skelettmuskelfaserspezifischen Myosingehaltes des schnellen (MyHC-fast) und langsamen (MyHC-slow) Subtyps im Western Blot. Am ersten Tag des adäquaten Erwachens - falls geschehen - erhoben wir den Kraftgrad mittels Medical-Research-Council (MRC) score. Zur statistischen Auswertung wurden nicht-parametrische Tests durchgeführt. Ethikvotum (Charite EA2/061/06). Ergebnis: Von den 29 Patienten konnten wir bei 22 Patienten eine zweizeitige Biopsie gewinnen, von 7 Patienten nur eine Biopsie, bevor sie die Station verließen oder verstarben. 16 der 22 Patienten wurden während des Aufenthaltes auf der Intensivstation am Tag 14 (12/20) adäquat wach und zeigten einen Kraftgrad von 3,1(2,9/3,4) und erfüllten damit die Kriterien der ICUAW. Die Quantifizierung im Western Blot ergab schon in der ersten frühen Biopsie, verglichen zu gesunden Kontrollen, einen signifikanten Myosinverlust von ca. 50% des langsamen (MyHC-slow) und ca. 90% des schnellen (MyHC-fast) Subtyps. Des Weiteren zeigte sich kein signifikanter Unterschied des Myosingehaltes zwischen der ersten und zweiten Biopsie der Intensivpatienten. Tabelle 1: Densometrische Messung. Der Mittelwert der Kontrollen entspricht = 1,0 Erste Biopsie Zweite Biopsie Kontrollen p (a) p (b) p (c) MyHC-slow 0,53(0,25/0,83) 0,37(0,13/0,92) 1,01(0,98/1,02) 0,026 0,009 n.s. MyHC-fast 0,10(0,08/0,13) 0,08(0,04/0,13) 1,03(0,96/1,04) <0,001 <0,001 n.s. Ergebnisse dargestellt als Median(25./75. Perzentile). n.s. = nicht signifikant p(a)=1.Biopsien vs. Kontrollen, p(b)=2.Biopsien vs. Kontrollen, p(c)=1. vs. 2.Biopsien Schlussfolgerung: Eine sehr frühe und massive Abnahme des Myosingehaltes, besonders der schnellen Muskelfasern, charakterisiert die auf der Intensivstation erworbene Muskelschwäche. Dieser rapide Myosinverlust, ohne weitere Veränderungen des geringen Gehaltes zwischen erster und zweiter Biopsie, konzentriert das Zeitfenster der pathophysiologischen Mechanismen der ICUAW auf Tage, wenn nicht sogar Stunden nach Auftreten der kritischen Erkrankung. Dies macht im Besonderen klar, dass, wenn es eine Präventionsmöglichkeit gibt, diese Maßnahmen dementsprechend früh beginnen müssen.
Introduction: Often critically ill patient suffer muscle wasting which is associated with intensive care unit (ICU) acquired weakness (ICUAW). This is a serious complication in critically ill patients affecting the disease course. The incidence is given as 25% for mechanically ventilated patients and up to 70% for patients with severe sepsis. Weakness becomes clinically present when patients awake from sedation. The beginning and the time course of myosin loss have not been investigated yet. Objectives: To investigate changes in myosin content in skeletal muscle for slow and fast type myosin during the disease course of critically ill patients and to compare with healthy controls. Methods: Controlled, prospective observational study. We included 29 mechanically ventilated, critically ill patients with a SOFA score ≥ 8 at 3 within 5 days after ICU admission. A surgical muscle biopsy (M. vastus lateralis) was obtained at median day 5 (4/7) and 15 (14/19) during ICU stay and once from healthy controls (n=4) during an elective surgery. We quantified skeletal muscle specific myosin content of fast (MyHC-fast) and slow type (MyHC-slow) by Western blotting. On the first day patients got adequately awake we investigated muscle strength by Medical-Research-Council (MRC) score. Non-parametric tests were performed. Ethic vote (Charité EA2/061/06). Results: We got sequential muscle biopsies of 22 out of our 29 patients while 7 left the ICU or died before the second biopsy. 16 out of the 22 patients got adequately awake for the first time during ICU stay at median day 14(12/20) and revealed ICU-acquired weakness with a median MRC-score of 3.1(2.9/3.4). The quantification of the western blot showed a significant decrease of myosin content of approximately 50% for slow (MyHC-slow) and approximately 90% for fast (MyHC-fast) myosin already in the first, early biopsy in critically ill patients compared to healthy controls. Furthermore between the first and the second biopsy myosin contents did not change significantly any more. Table 1: Densometric Analysis. Values of controls are set to 1.0 first biopsy second biopsy controls p (a) p (b) p (c) MyHC-slow 0.53(0.25/0.83) 0.37(0.13/0.92) 1.01(0.98/1.02) 0.026 0.009 n.s. MyHC-fast 0.10(0.08/0.13) 0.08(0.04/0.13) 1.03(0.96/1.04) <0.001 <0.001 n.s. Results shown as median (25th/75th percentile). n.s. = not significant p(a)=1st biopsy vs. controls, p(b)= 2nd biopsy vs. controls, p(c)=1st vs. 2nd biopsy Conclusion: A very early and massive myosin loss, especially of the fast type myosin, characterizes ICUAW. Rapid myosin loss and unchanged low levels of myosin between the first and the second biopsies concentrates the time course of important pathophysiological mechanisms of ICUAW within days or even hours after onset of critical illness. These results demonstrate that if there are preventive interventions, they have to start accordingly early.
