Sportler altern langsamer

Rechtzeitig zum Neuen Jahr präsentieren deutsche Forscher neue Beweise dafür, dass Sport nicht nur fit hält, sondern womöglich auch das Altern verzögern kann. Professor Ulrich Laufs, Facharzt für Kardiologie an der Universität des Saarlandes, untersuchte zusammen mit seinen Kollegen, wie sich körperliche Betätigung auf ein Reparatursystem des Körpers auswirkt, das dem Verschleiß der Erbsubstanz in unseren Zellen entgegen wirkt. Die Wissenschaftler nahmen dafür die Telomere unter die Lupe, das sind Strukturen, die wie Schutzkappen an den Enden der zu Chromosomen zusammen geknäulten Erbsubstanz sitzen. Mit jeder Zellteilung werden die Telomere ein wenig kürzer und eine beliebte Theorie der Altersforschung besagt, dass dieser Effekt die Lebensdauer der Zellen begrenzt. Es gibt jedoch ein Enzym, das dem altersbedingten Verschleiß der Chromosomen entgegen wirkt: die Telomerase.

Als Laufs Team nun die Menge der Telomerase in den Blutgefäßen und weißen Blutkörperchen von Labormäusen verglich, machte man eine interessante Entdeckung: Tiere, die sich in einem Laufrad nach belieben austoben konnten, produzierten offensichtlich mehr Telomerase als Artgenossen, in deren Käfigen kein Laufrad hing. Um zu testen, ob diese Beobachtung auch auf Menschen zutrifft, untersuchten die Mediziner zwei Gruppen von Sportlern und verglichen deren Telomerase-Werte mit denen von gleichaltrigen Bewegungsmuffeln. Sowohl bei durchschnittlich 20 Jahre jungen Mitgliedern der Deutschen Leichtathletik-Nationalmannschaft, als auch bei Langstreckläufern im mittleren Alter, die wöchentlich etwa 80 Kilometer rannten, war die Telomerase eindeutig aktiver als bei in den Kontrollgruppen, so das Ergebnis der Untersuchung. “Das ist ein direkter Beweis für einen Anti-Aging-Effekt durch körperliche Betätigung”, kommentierte Laufs. Die Daten verbesserten das Verständnis der Schutzwirkung von Sport auf der Ebene der Moleküle und unterstrichen die Bedeutung der Bewegung für die Verringerung altersbedingter Krankheiten, ergänzte der Mediziner.

Professor Tim Spector, Genetiker und Alternsexperte am Kings College in London verwies auf zahlreiche andere Studien, die gezeigt haben, dass man kein Leistungssportler sein muss, um das Altern zu bekämpfen. In einer Untersuchung an Zwillingen hatte Spector selbst gezeigt, dass drei Stunden Sport in der Woche bereits ausreichten, um den eigenen Körper zehn Jahre jünger erscheinen zu lassen als bei gleichaltrigen Bewegungsmuffeln. Eine andere Interpretation der Ergebnisse ist allerdings ebenfalls möglich: So wäre es denkbar, dass eine vermehrte Telomerase-Aktivität lediglich eine Begleiterscheinung sportlicher Aktivität ist, nicht aber deren Folge. “Ursache und Wirkung sind in solchen Studien oftmals schwer auseinander zu halten”, räumte denn auch Spector ein. Dennoch liefere die deutsche Untersuchung weitere Beweise, dass regelmäßige Bewegung das Altern womöglich verzögert.

Ein weiteres Argument für mehr Bewegung lieferten derweil schwedische Wissenschaftler der Universität von Göteborg. Wie sie kürzlich in der Fachzeitschrift PNAS berichteten, haben sie die “Herzgesundheit” von 1,2 Millionen Rekruten verfolgt, die in den Jahren 1950 bis 1976 zum Dienst in der schwedischen Armee einberufen wurden. Durch den Abgleich verschiedener Datenbanken konnten die Forscher zeigen, dass diejenigen, die sich auf einem Standfahrrad bei der Musterung als besonders fit erwiesen hatten, im späteren Leben im Durchschnitt intelligenter waren als ihre Altersgenossen. Gleichzeitig hatten diejenigen, die schon früh im Leben mehr Ausdauer bewiesen, später eine bessere Ausbildung vorzuweisen und sie erreichten ein größeres soziales Ansehen als die ehemals schlaffen Schweden. Die wenig überraschende Schlussfolgerung der Wissenschaftler lautet: “Sport könnte ein wichtiges Instrument für öffentliche Gesundheitsinitiativen sein, um die Erziehung und das Denkvermögen zu optimieren und um Krankheiten zu vermeiden.”

Quellen:

• Werner C et al. Physical exercise prevents cellular senescence in circulating leukocytes and in the vessel wall. Circulation. 2009 Dec 15;120(24):2438-47.
• Aberg MA et al. Cardiovascular fitness is associated with cognition in young adulthood. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Nov 30. [Epub ahead of print]

Kongressbericht: Society for Neuroscience 2003

Stagnation an allen Fronten; die viel beschworenen Grenzen des Wachstums – sie scheinen hierzulande auch in vielen Bereichen der Forschung erreicht. Nicht so in den Vereinigten Staaten, wo gerade im kalifornischen San Diego das weltweit größte Treffen von Neurowissenschaftlern stattfand. Mit gut 30 000 Teilnehmern erbrachte die Jahrestagung der „Society for Neuroscience“ einen neuen Rekord; die Zahl der Präsentationen lag bei 13500. Von der Grundlagenforschung an Grashüpfern, Fruchtfliegen, Hummern und anderem Getier reichte das Spektrum der Themen über klinisch-therapeutisch orientierte Beiträge  bis hin zu den kleinen und großen Problemen der Menschheit, wie der Frage, ob wir einen freien Willen besitzen oder woran „Mann“ einen echten weiblichen Orgamus erkennt

Hirnakrobatik stärkt Leib und Seele

Dass Sport gesund ist, mag eine Binsenweisheit sein. Relativ neu ist dagegen die Erkenntnis, dass dabei weniger die objektiv messbare Anstrengung zählt – etwa die gestemmten Kilogramm oder die Zahl der gelaufenen Runden im Stadion. Was die Muskeln wirklich “beeindruckt” ist vielmehr die Stärke des Signals zur Kontrolle der willkürlichen Bewegungen, erläuterte Guang Yue vom Lerner Research Institute der Cleveland Clinic Foundation. In einem seiner Versuche bat Yue 36 gesunde Rentner, den Beugemuskel des Ellbogen anzuspannen. Mit 30 Prozent der maximalen Kraftanstrengung übte ein Teil der Senioren dies nebenher beim Fernsehen. Eine zweite Gruppe von Versuchsteilnehmern trainierte ebenfalls mit 30 Prozent ihrer Maximalkraft, stellten sich dabei aber vor, die Muskeln zu starken Kontraktionen zu zwingen. Nach 12 Wochen hatte sich die Kraft der fernsehenden Alten mit einem durchschnittlichen Zuwachs von drei Prozent kaum verändert. Für das “Kopftraining” aber registrierte Yue beachtliche 15 Prozent Kraftzuwachs.. Nur bei der zweiten Gruppe fanden die Forscher eine bedeutende Zunahme in der Stärke jener Hirnstromkurven, die mit Bewegungen zusammen hängen. “Entscheidend ist wohl nicht die objektiv messbare Anstrengung”, folgert Yue. Dieser Mechanismus erkläre vermutlich  auch den Erfolg des “mentalen Trainings”. Schon seit Jahrzehnten bereiten sich viele Sportler auf Wettkämpfe vor, indem sie mit geschlossenen Augen sich die Rennstrecke vorstellen und sämtliche Bewegungsabläufe im Geiste durchexerzieren.
Yues Erkenntnisse könnten nicht nur dazu beitragen, alten Menschen die Verletzungsgefahr durch schwere und schnell bewegliche Geräte verringern zu ersparen. Auch Reha-Patienten aller Alterstufen sollen davon profitieren. “Die Kombination aus leichter Physiotherapie und mentalem Training, könnte die Genesung beschleunigen”, hofft der Hirnforscher, der seine Untersuchungen nun auch auf Schlaganfallpatienten ausweiten will.

Training soll vor Lähmung schützen

An Mäusen hat Yues Kollege Carl W. Cotman von der University of California Irvine die Auswirkungen körperlichen Trainings auf die Genesung nach Lähmungen untersucht. Tiere, die in den drei Wochen vor einer Verletzung des Rückenmarks nach belieben auf einem Laufband rennen durften, erholten sich dabei sehr viel besser als Artgenossen ohne solch ein “Sportgerät”, fand der Direktor des Institute for Brain Aging and Dementia heraus. Acht Wochen nach einem Schnitt ins Rückenmark konnten die trainierten Mäuse besser laufen; ihre Schritte waren gleichmäßiger und besser koordiniert als bei untrainierten Tieren. Eines der Moleküle, die dabei als Bindeglied zwischen Training und einer verbesserten Erholung dienen, ist der Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF). Er kann verletzte Nervenzellen am Leben halten und das Wachstum von Neuronen fördern. In Cotmans jüngstem Experiment zeigte sich, dass Ratten nach einer Woche Training in der Hirnregion des Hippocampus mehr BDNF bilden als unbewegliche Tiere.

BDNF ist aber auch deshalb interessant, weil der Wachstumsfaktor Depressionen entgegen zu wirken scheint. Fest steht jedenfalls, das BDNF bei depressiven Patienten in niedrigeren Konzentrationen vorliegt, als bei Gesunden. “Je mehr wir über solche Verbindungen wissen, umso leichter werden wir den Genesungsprozeß steuern können”, lautet Cotmans Vorhersage. Solch eine Therapie der Zukunft werde aus einer Kombination von spezifischen, auf das Hirn wirkenden Arzeimitteln und darauf abgestimmten körperlichen Übungen bestehen, spekuliert der Hirnforscher.

Erste Ansätze dazu gibt es bereits, berichtete in New Orleans Tracy Greer vom University of Texas Southwestern Medical Center. Dort hatten Ärzte 17 Menschen mit leichten bis mittelschweren Depressionen behandelt, ohne jedoch die Krankheit mit Antidepressiva vollständig heilen zu können. Alle Studienteilnehmer litten weiterhin an schlechtem Schlaf oder Antriebslosigkeit; sie waren leicht gereizt oder grundlos traurig. All diese Symptome besserten sich statistisch signifikant im Laufe eines zwölfwöchigen Trainingsprogramms, das die Ärzte jeweils genau auf die Fähigkeiten der Patienten abstimmten. Ob Laufband oder Zirkeltraining, Radfahren oder Schwimmen – immer wurden die Übungen so gestaltet, dass die Patienten mindestens eine halbe Stunde täglich ins Schwitzen kamen. “Der Erfolg legt nahe, dass die Kombination aus Antidepressiva und ärztlich angeordneten Übungsprogrammen auch bei schweren Depressionen erfolgreich sein könnte”, sagte Greer. Eine Studie mit einer großen Zahl von Patienten an mehreren US-Kliniken solle diese Vermutung überprüfen und klären, ob Sport bei Depressiven besser wirkt als die Gabe eines zweiten Medikamentes.

Eine Pille gegen die Angst

Eine Domäne der Verhaltenstherapie sind bislang Panikattacken, ausgelöst beispielsweise durch Phobien oder die Erinnerung an ein traumatisches Ereignis. Die Behandlungsdauer allerdings ließe sich womöglich durch die einmalige Gabe einer Pille drastisch verkürzen, berichtete Michael Davis von der Emory University School of Medicine.

In einer Pilotstudie mit 28 Patienten reduzierte der als Tuberkulose-Arznei erhältliche Wirkstoff D-Cycloserin (DCS) die Zahl der nötigen Sitzungen für von Höhenangst geplagte Patienten auf ein Viertel. DCS löscht offensichtlich nicht einfach die Gedächtnisinhalte; es fördert vielmehr einen als „fear extinction“ bezeichneten natürlichen Mechanismus der Angstauslöschung, indem es direkt auf den NMDA-Rezeptor wirkt, der bei diesen Prozessen eine Schlüsselrolle spielt. Nachdem die Probanden entweder DCS oder ein Placebo erhalten hatten, nahmen sie an zwei therapeutischen Sitzungen teil, bei denen sie spezielle Brillen und Ohrhörer tragen mussten. Ein Computer simulierte dann eine Fahrt in einem gläseren Aufzug an der Außenseite eines Hotels und überspielte diese höchst realistischen Szenen in die Brillen. Eine Woche und drei Monate nach diesen Übungen waren die Empfänger des Scheinmedikamentes bei den virtuellen Übungen noch fast genau so ängstlich wie zuvor. Die 17 Patienten, die eine DCS-Pille bekommen hatten, waren demgegenüber ebenso gut wie eine Kontrollgruppe mit acht Sitzungen, aber ohne Pille.

Nach Abschluss der Versuchsreihe wagten sich die Empfänger des Medikamentes doppelt so häufig in Aufzüge wie die Kontrollgruppe und sie fuhren mit dem Auto auch sehr viel häufiger über hohe Brücken oder steile Bergstraßen, die sie zuvor gescheut hatten.

“Das ist eine besonders schöne Überraschung,” sagte Mark Bouton, Psychologyprofessor an der University of Vermont. Beim alleinigen Verhaltenstraining werde nämlich oftmals nur eine Form der Angst überwunden, in verwandten Situation stünden die Patienten dann wieder vor dem gleichen Problem.

Das (vorerst) letzte Rätsel – der weibliche Orgasmus

Bereits im Vorjahr hatte Gert Holstege reichlich Schlagzeilen gemacht, weil er eine Hirnaktivierungsstudie zum Orgasmus nicht bei Ratten und Mäusen, sondern bei gesunden Männern durchführte. Nun hat der Niederländer das Phänomen mit einem Positronen-Emissions-Tomographen auch bei Frauen untersucht. Auch die Frage, woran Mann den Unterschied erkennt zwischen einem echten und einem vorgetäuschten sexuellen Höhepunkt ist nun geklärt.
Dank der helfenden Hand ihrer Partner erreichten alle acht Versuchsteilnehmerinnen ihren Höhepunkt innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters von 40 Sekunden. Zu diesem Zeitpunkt registrierte der PET-Scanner dann die Regionen im Gehirn, die besonders viel Energie in Form eines radioaktiven Zuckers verbrauchten. Zusätzlich wurden die Frauen aufgefordert, vor Beginn der Stimulationsphase einen Orgasmus vorzutäuschen und auch diesen Moment dokumentierte Holstege mit einer PET-Aufnahme. Die Unterschiede zwischen beiden Zuständen waren eindeutig: So aktivierte der vorgetäuschte Höhepunkt verschiedene Motorareale der Großhirnrinde. An den echten, durch Blutdruckmessungen und Herzaktivität bestätigten, weiblichen Höhepunkten blieb dieser hochentwickelte Hirnteil dagegen still. Statt dessen war vor allem das ventrale Tegmentum (VTA) aktiv, das im obersten Teil des Hirnstammes liegt und die benachbarte Bereich, die periaquäduktale graue Masse. Damit ist die Neugier des Anatomieprofessors allerdings noch längst nicht gestillt. Als nächstes will er untersuchen, wie der Botenstoff Dopamin sich beim sexuellen Höhepunkt im VTA anreichert und in der anschließenden Entspannungsphase neu verteilt. Vermutlich wird er gegen Ende des Jahres auch über dieses neuronale Korrelat des menschlichen Sexualverhaltens auf der Neuroscience-Tagung berichten.

[Vorlage für einen Kongressbericht in “Der Neurologe & Psychiater”]

Weitere Informationen:

• Alle Texte zum Thema “Gehirn & Geist”, sortiert nach Datum
• Alle Berichte von der Society for Neuroscience bei Simmformation v7