institut balneologie medizinische klimatologie für und medizinische hochschule hannover recent...
TRANSCRIPT
Institut Balneologie Medizinische Klimatologie
für
und
Medizinische Hochschule Hannover
Recent Results in Experimental Balneology
Chr. Gutenbrunner
Univ.-Prof. Dr. med. Christoph Gutenbrunner, Institut für Balneologie und Medizinische Klimatologie in der Klinik für Physikalische Medizin und Rehabilitation der Medizinischen Hochschule Hannover,
Carl-Neuberg-Str. 1, D-30625 Hannover, [email protected]
Balneologic ScienceE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Studies on balneologic agents or methods:
- Physiologic effects (healthy subjects)
acute effects long-term exffects (adaptation)
- Clinical effects (patients with defined health conditions; ICD)
acute effects long-term exffects (efficacy)
Studies on “complex” health resort treatments (patients
with defined functional deficits; ICF):
- Short-term effects (before vs. after treatment)
- Long-term-effects (e.g. 6, 12, 24 month after the treatment)
Co
ntro
lled
trials!
Recent StudiesE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Hanover balneological research group (Institute for Balneology and Medical Climatoology, Hanover Medical School; Institute
for Rehabilitation Medicine and Balneology, Bad Wildungen, Institute
for Balneology and Rehabilitation Research, Bad Nenndorf):
- Effects on the peripheral nervous system Pain perception (H2S)
Thermosensitivity (H2S, CO2)
- Effects on skeletal muscles (NaCl)
- Mineral absorption after drinking of medicinal mineral waters (Mg)
- Influence on the renal stone formation risk (HCO3,
Mg)
Pain Perception (Sensitivity)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the Study:
- Controlled study, cross-over-design
Patients:
- Healthy subjects (n=17)
Intervention:
- head-out water immersion, sulphuric water (20 mg/l, 36°C, 20 min, one arm excluded)
- cold-camber expositions (-76°C, 3 min, one arm thermo-isolated)
- rest (20 min)
Main Outcome Parameters:
- pressure pain threshold (styloideus radii, bilateral)- thermal pain thresholds (forearm, bilateral)
Pain Perception (Sensitivity)Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
-20
0
20
40
60
80
100
120
°°°
***
***
Leer- Schwefel- Kälte-versuch bad kammer
[%]
Druckchmerz-schwelle(Styloideusradii)
Pro
zent
des
Aus
gang
swer
tes
ANOVA: p=0,000 (Anwendungen) p=0,001 (Seiten)
ipsilateral [*] kontralateral [°]
je n=17 *** bzw. °°°=p<0,001
Pain Perception (Intensity)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the Study:
- Controlled study, cross-over-design
Patients:
- Patients suffering from fibromyalgia (ACR-criteria; n=17)
Intervention:
- head-out water immersion, sulphuric water (20 mg/l, 36°C, 20 min, one arm excluded)
- cold-camber expositions (-76°C, 3 min, one arm thermo-isolated)
- rest (20 min)
Main Outcome Parameters:
- pressure pain threshold (styloideus radii, bilateral)- thermal pain thresholds (forearm, bilateral)
Pain Perception (Intensity)Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
-4
-3
-2
-1
0
1
2
*
Ruhe- Bewegungs- Belastungs- Gesamt- Wohl-schmerz schmerz schmerz schmerz befinden
***
*****
***
***
******
******
***
[cm]
VisuelleAnalogskala
Änd
erun
g zu
m E
nde
der
Anw
endu
ng
Leerversuch Schwefelbad Kältekammer
je n=17 *=p<0,05 **=p<0,01 ***=p<0,001
Pain Perception (Intensity)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the Study:
- Controlled study, cross-over-design
Patients:
- Patients suffering from rheumatoid arthritis (n=17)
Intervention:
- head-out water immersion, sulphuric water (20 mg/l, 36°C, 20 min)
- head-out water immersion, plain water (36°C, 20 min)
Main Outcome Parameter:
- pain (Visual Analogue Scale)- microcirculation (laser-Doppler-flow, forearm)
Pain Perception (Intensity)Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
1 2 3 4
0
1
2
3
4
5
Meßzeitpunkt
***
Bad
[cm]
Schwefelbäder Leitungswaserbäder
je n=17***=p<0,001
VisuelleAnalogskala(Aktuelle Schmerzen)
Pain Perception (Intensity)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the study:
- Randomised controlled study, single blind, prospective
Patients:
- Patients suffering from fibromyalgia (ACR-criteria; n=32)
Setting:
- serial bathing, 12 bathes within three weeks
Baths:
- head-out water immersion, sulphuric water (20 mg/l, 36°C, 20 min)
- head-out water immersion, plain water (36°C, 20 min)
Main outcome parameters:
- Pain, other complaints, well being- Pain thresholds
Pain Perception (Intensity)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
0 1 2 3 4
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
12 Vollbäder(thermoindifferent)
n.s.
p<0,001
SchmerzscorenachLautenschläger
[Score]
Schwefelbäder (n=19)
Leitungswasserbäder (n=13)
Diff
eren
z zu
m A
usga
ngsw
ert
Monate nach Therapiebeginn
Pain Perception (Intensity)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Parameter Anfang-Ende Anfang-
Spätkontrolle
Gesamteffekt p = 0,003 p = 0,472
Schmerzscore n. Lautenschläger
p = 0,012 p = 0,170
Körperliche Beschwerden p = 0,011 --
Erschöpfungsgefühl p = 0,001 --
Thermische Schmerztoleranz
p = 0,040 p = 0,369
Druckschmerzschwelle p = 0,068 p = 0,203
Prospektive kontrollierte Studie; Patienten mit Fibromyalgiesyndrom; n= 19 (Studiengruppe), n = 13 (Kontrollgruppe); U1 = vor der Bäderserie, U2 = nach dem Bäderserie, U3 = 4 Monate nach der Bäderserie
Muscle TensionE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Study design:- Controlled study in cross-over design
Patients:- 21 patients with cLBP lasting at least for 6 weeks
(10 men, 11 women, age: 47,3 ± 2,9 years)
Intervention:- A single brine (6% NaCl, Solequelle Bad Münder) or
tap water plain bath (360C, 16 min) respectively
Outcome parameters:- IEMG activity on defined muscles (M. erector sp.
cervicales et lumbales, M. trapezius, M. ext. carpi radialis, M. rect. abd.)
- Pain intensity (VAS)
- Subjective muscle tension (Chromatic Analogue Scale)
Muscle TensionE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
-1,0
-0,5
0,0
Difference M1-M3Difference M1-M2
Difference on pain intensity
Sca
le
1
2
3
p=0,003(both groups)
Bath (M2) After bath (M3)Before bath (M1)
Pain Intensity
Sca
le
Tap water Brine water
n=21
Muscle TensionMedizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
intervals 2-1 3-1 4-1 5-4
M. errect. spin. lumbalis () ()
M. rectus abdominis * ()
M. ext. carpi radialis ** * **
M. trapezius pars desc. ** ***
M. errect. spin. cervicalis *** ***
Periods: 1 = Lying before the bath, 2 = During immersion, 3 = Lying after the bath, 4 = Standing before the bath, 5 = standing after the bath, Significance: * = p<0,05; ** = p<0,01; *** = p<0,001
= under water surface
Thermal Comfort (H2S)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the Study:
- Controlled study, cross-over-design
Patients:
- Patients suffering from fibromyalgia (ACR-criteria; n=17)
Intervention:
- head-out water immersion, sulphuric water (20 mg/l, 36°C, 20 min, one arm excluded)
- cold-camber expositions (-76°C, 3 min, one arm thermo-isolated)
- rest (20 min)
Main Outcome Parameters:
- pressure pain threshold (styloideus radii, bilateral)- thermal pain thresholds (forearm, bilateral)
Thermal Comfort (H2S)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
-1
0
1
2
3
4
5
[°C]
[°C]
***
**
Komfort-bereichs-änderung
Kom
fort
bere
ich
Kontrollen Schwefelbäder Kältekammer
(je n=17) *=p<0,05 **=p<0,01 ***=p<0,001
12
14
16
18
20
22
Kom
fort
bere
ich
nachvornachvornachvor
n.s.
***
*
ThermischerKomfort-bereich
Thermal Comfort (CO2)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the study:
- controlled study, cross-over-design
Patients:
- healthy subjects (n=17)
Intervention:
- forearm baths with CO2-water (16 min, 18°C,
3.500 mg CO2/l)
- forearm bath with tap water (16 min, 18°C)
Main outcome parameters:
- Microcirculation of the skin- Pressure- and thermal pain thresholds- temperature perception, local thermal comfort
Thermal Comfort (CO2)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
5 10 15 20 25 30 35 40 45
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
[log AU]
Time after start of experiment
Temperature: 18°CCO
2-content:
2.000 mg/l
Rep.-Mes.-ANOVA:Rep. mes. factor (during exp.): p=0.0000Group factor (during bath): ipsilateral: p=0.0017 contralateral: p=0.2224n=13 each
Tap water (ipsilateral) Tap water (contralateral) CO
2-water (ipsilateral)
CO2-water (contralateral)
calf bath
[min]
Lase
r-D
oppl
er-F
low
Thermal Comfort (CO2)E
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
[Score]K
omfo
rtno
te
[Score]
*
***
Änderung des lokalen termischenKomforts
Kom
fort
note
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
Leitungswasser CO2-Wasser
je n=17 t-Test: * = p<0,05 ** = p<0,01
DifferenzM1-M2.2
Differenz M1-M2.2
DifferenzM1-M2.1
Nach demBad (M3)
Mitte desBades (M2.1)
*
Ende desBades (M2.2)
Vor demBad (M1)
Lokaler termischer Komfort
Mineral AbsorptionE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the study:
- Cross over-study, double blind
Patients:
- Healthy subjects (n=22)
Setting:
- Over-night-fasting, standardized breakfast
Intervention:
- 500 ml Mg-mineral water (281 mg Mg/l)- 500 ml Mg-mineral water (120 mg Mg/l) - 500 ml low-mineralized water (8 mg Mg/l)- magnesium tablet (150 mg Mg)
main outcome parameters:
- Magnesium in plasma and urine
Mineral AbsorptionMedizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
-0,01
0,00
0,01
0,02
0,03
p=0,189 p=0,338
p=0,009p=0,055p=0,086
[mmol/l]
Veränderung der Magnesiumkonzentrationim Serum(1.-4. Stunde nach Einnahme)
D
iffer
enz
zum
Aus
gang
swer
t
Kontrollwasser (8 mg Mg/l) Testwasser I (192 mg Mg/l) Testwasser II (281 mg Mg/l) Tablette (150 mg Mg)
je n=22p=0,03 (Varianzanalyse)
Mineral AbsorptionMedizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
0,14
0,16
0,18
0,20
0,22
0,24
0,26
(°)
***
[mmol/l]
Magnesiumausscheidungim Urin(2.-4. Stunde nach Einnahme)
Kontrollwasser (8 mg Mg/l) Testwasser I (192 mg Mg/l) Testwasser II (281 mg Mg/l) Tablette (150 mg Mg)
je n=22p=0,026 (Varianzanalyse)t-Test (Vergleich mit Kontrollwasser):* = p<0,05; ** = p<0,01 t-Test (Vergleich mit Tablette):(°) = p<0,10
Mineral AbsorptionE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the study:
- Cross over-study, single blind
Patients:
- Healthy subjects (n=10)
Setting:
- Over-night-fasting, standardised breakfast
Intervention:
- 600 ml Mg mineral water (252,5 mg Mg/l)- 800 ml Mg mineral water (186,7 mg Mg/l) - magnesium tablet (150 mg Mg)
main outcome parameters:
- Magnesium in plasma and urine
Mineral AbsorptionMedizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
[mmol/h]
Magnesiumausscheidungim Urin(2.-4. Stunde nach Einnahme)
Testwasser I (186,7 mg Mg/l) Testwasser II (252,5 mg Mg/l) Kapsel (150 mg Mg)
je n=10 p=0,311 (Varianzanalyse)
Renal Stone Formation RiskE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Design of the Study:
- Controlled study, cross-over-design
Patients:
- Patients with multi-episodic CaOx-urolithiasis (n=32)
Setting:
- Everyday activities, nutrition protocol
Intervention:
- 1,5 l/d bicarbonated water (2.673 mg HCO3/l)
- 1,5 l/d low-mineralized water (98 mg HCO3/l)
Main Outcome Parameters:
- urinary pH, magnesium- and citrate excretion- CaOx supersaturation
Renal Stone Formation RiskE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
******
[l]
Patients with Recurrent Urolithiasisn = 34
UrinaryVolume
Baseline Controls Baseline Bicarbonate Water
5,5
6,0
6,5
7,0
***
*
UrinarypH
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
******
SupersaturationCaOx
Renal Stone Formation RiskE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
4
5
6
7
8
***
Patients with Recurrent Urolithiasis (n = 34)
Calcium-Excretion
30
40
50
60
70
*
Oxalate-Excretion
3
4
5
6
7
***
Magnesium-Excretion
400
500
600
700
800
900
1000
1100
***
Citrate-Excretion
Renal Stone Formation RiskE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
Super-saturation
CaOx
Super-saturation Uric acid
Super-saturation
CaPO4
ControlsBaseline 3,41 ± 0,31 1,22 ± 0,13 1,33 ± 0,19
Drinking 2,44 ± 0,28 0,70 ± 0,07 1,01 ± 0,15
Bicarbonate Water
Baseline 3,39 ± 0,34 1,03 ± 0,12 1,44 ± 0,23
Drinking 2,42 ± 0,29 0,24 ± 0,04 2,01 ± 0,24
p (controls vs. bicarbonate water)
0,958 0,000 0,001
p (baseline vs. Drinking)
Controls 0,001 0,000 0,014
Bi-carbonate Water
0,000 0,000 0,000
SummaryE
xper
imen
tal B
aln
eolo
gy
Medizinische Hochschule Hannover
InstitutBalneologieMedizinische Klimatologie
für
und
In experimental trials relevant physiological effects of
medicinal mineral waters can be shown, e.g.
- elevation of thermal thresholds (H2S)
increase of thermal tolerance (H2S, CO2)
- good absorbability of relevant electrolytes (Mg)
In experimental trials relevant clinical effects of medicinal
mineral waters can be shown, e.g.
- analgetic effects (H2S)
- Muscle relaxation (NaCl)
- Reduction of the renal stone formation risk
(HCO3, Mg) Thank you!