Untersuchung von Sarkopenie und Schleimverstopfung mittels thorakaler Computertomographie bei Patientinnen und Patienten mit schwerer chronisch obstruktiver Lungenerkrankung

Warum verstopfte Atemwege und schwache Muskeln wichtig sind

Für Menschen mit schwerer chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) kann jeder Atemzug anstrengend sein. Zwei Probleme treten dabei häufig gemeinsam auf: zäher Schleim, der die Atemwege verstopft, und Verlust an Muskelmasse, bekannt als Sarkopenie. Diese Studie stellt eine einfache, aber wichtige Frage: Können routinemäßige Thorax-CT-Scans, die bereits zur Beurteilung der Lungen verwendet werden, auch aufzeigen, wie Schleimverstopfungen und Atemmuskeln bei fortgeschrittener COPD zusammenhängen? Das Verständnis dieser Beziehung könnte Ärzten helfen, das Risiko besser einzuschätzen und die Behandlung ohne zusätzliche Tests gezielter anzupassen.

Wer untersucht wurde und wie Bilder genutzt wurden

Die Forschenden untersuchten 123 Personen mit fortgeschrittener COPD (die schwersten Stadien, GOLD 3 und 4), die sich im Rahmen einer Bewertung für eine Volumenreduktionsbehandlung einer Standard-Thorax-CT unterzogen hatten. Alle Teilnehmenden hatten langjährige, schwere Atemprobleme, hauptsächlich durch Emphysem bedingt, waren jedoch nicht mehr aktiv rauchend. Anhand dieser Scans suchten zwei Radiologinnen bzw. Radiologen nach Schleimpfropfen—kleinen, schlauch- oder rundförmigen Verstopfungen, die mittelgroße bis große Atemwege vollständig blockieren. Anschließend bewerteten sie jede Person mithilfe eines 20-Punkte-Scores für Schleimverstopfung, der widerspiegelt, in wie vielen Lungensegmenten diese Blockaden vorkommen. Gleichzeitig maßen die Forschenden die Größe und Dichte zweier auf CT sichtbarer Schlüsselmuskelgruppen: der Pectoralis-Muskeln in der Brust und der M. erector spinae entlang der Wirbelsäule, beide wichtig zur Unterstützung der Atmung.

Atemwegsverstopfender Schleim und Körperbau

Als die Forschenden die Patientinnen und Patienten nach der Anzahl ihrer Schleimpfropfen gruppierten, zeigten sich deutliche Muster. Etwa die Hälfte der Gruppe hatte keine sichtbaren Pfropfen, der Rest wies entweder wenige oder viele auf. Personen mit stärkerer Schleimbelastung wogen tendenziell weniger und hatten eine schlechtere Lungenfunktion, gemessen an der Einsekundenkapazität (FEV1). Mit anderen Worten: Ein höherer Schleimpfropf-Score ging mit weiter fortgeschrittener Erkrankung und geringerem Körpergewicht einher. Verglich man jedoch einfach die rohen Muskelgrößen von Brust- und Rückenmuskulatur zwischen den Gruppen, zeigten sich keine großen Unterschiede. Auch die Muskel­dichte—ein Indikator für Fett im Muskel und damit für geringere Muskelqualität—veränderte sich mit der Schleimbelastung kaum.

Ein genauerer Blick auf Atemmuskeln und Gewicht

Die Lage wurde interessanter, als die Forschenden untersuchten, wie Muskelgröße und Körpergewicht zusammenhängen. Bei Patientinnen und Patienten ohne Schleimpfropfen bestand kein klarer Zusammenhang zwischen Gewicht und der Größe der Brust- oder Rückenmuskulatur. Dasselbe galt für jene mit nur wenigen Pfropfen. Unter Personen mit vielen Pfropfen zeigte sich jedoch ein anderes Muster: Mit abnehmendem Körpergewicht war die Querschnittsfläche der Pectoralis-Muskeln relativ größer im Verhältnis zum Gewicht. Statistische Modelle zeigten, dass die Beziehung zwischen Schleimbelastung, Körpergewicht und Brustmuskelgröße nicht einfach ist—Körpergewicht und Lungenfunktion waren die stärksten direkten Prädiktoren für Schleimverstopfung, während die Größe der Brustmuskulatur das Bild vor allem in Kombination mit dem Körpergewicht beeinflusste.

Zuverlässige Messungen aus alltäglichen Scans

Da diese Messungen in Zukunft klinisch genutzt werden könnten, prüfte das Team außerdem ihre Konsistenz. Zwei Radiologinnen bzw. Radiologen bewerteten unabhängig voneinander Schleimpfropfen und maßen Muskelbereiche und -dichten; eine:r von ihnen wiederholte die Messungen Monate später. Die Übereinstimmung zwischen und innerhalb der Leserinnen und Leser war sehr hoch, was bedeutet, dass Schleimverstopfung und Muskelcharakteristika zuverlässig aus Standard-Thorax-CT-Bildern beurteilt werden können. Dies stützt die Idee, dass CT-basierte Messungen sowohl des airway-Blockings als auch des Muskelzustands praktikable Instrumente werden könnten, ohne spezielle Bildgebungsprotokolle oder zusätzliche Scans zu benötigen.

Was das für Patientinnen und Patienten mit schwerer COPD bedeutet

Für Personen mit fortgeschrittener COPD deuten die Ergebnisse darauf hin, dass jene mit stärkerer Schleimverstopfung häufig insgesamt leichter sind, gleichzeitig aber für ihre Größe relativ größere Brustmuskeln aufweisen können. Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, dass diese Atemmuskeln durch die verstärkte Arbeit beim Ein- und Ausatmen bei verengten, teilweise blockierten Atemwegen zunehmen könnten—ein vergleichbarer Effekt zu einem natürlichen Trainingseffekt, ausgelöst durch die Atemanstrengung. Gleichzeitig scheint die Muskelqualität bei stärkerer Schleimbelastung nicht schlechter zu werden. Zusammengenommen zeigt die Studie, dass routinemäßige CT-Scans nicht nur Einblick geben können, wie stark die Atemwege verstopft sind, sondern auch, wie sich die Atemmuskulatur anpasst, und damit möglicherweise Ärztinnen und Ärzten ein differenzierteres Bild des Schweregrads und der körperlichen Anpassungsreaktionen liefern.

Zitation: Petersen, A., Hübner, RH., Mall, M.A. et al. Investigating sarcopenia and mucus plugging by chest computed tomography in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease. Sci Rep 16, 13762 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49060-7

Schlüsselwörter: COPD, Schleimverstopfung, Sarkopenie, Thorax-CT, Atemmuskulatur