MADRID, 3. Mai. (EUROPA PRESS) –
Die gesundheitlichen Vorteile von Bewegung sind allgemein bekannt, aber neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Reaktion des Körpers auf Bewegung komplexer und weitreichender ist als bisher angenommen. In einer Studie mit Ratten stellte ein Team von Wissenschaftlern aus den gesamten Vereinigten Staaten fest, dass körperliche Aktivität viele zelluläre und molekulare Veränderungen in den 19 untersuchten Organen der Tiere verursacht.
Bewegung verringert das Risiko vieler Krankheiten, aber Wissenschaftler verstehen immer noch nicht vollständig, wie Bewegung den Körper auf molekularer Ebene verändert. Die meisten Studien konzentrieren sich auf ein einzelnes Organ, Geschlecht oder Zeitpunkt und umfassen nur eine oder zwei Arten von Daten.
Um einen umfassenderen Einblick in die Biologie des Trainings zu erhalten, verwendeten Wissenschaftler des Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (MoTrPAC) eine Reihe von Techniken im Labor, um molekulare Veränderungen bei Ratten zu analysieren, während sie wochenlang intensiven Trainings unterzogen wurden. Natur‘.
Das Team untersuchte eine Vielzahl tierischer Gewebe, darunter Herz, Gehirn und Lunge. Sie fanden heraus, dass sich jedes der von ihnen untersuchten Organe durch körperliche Betätigung veränderte und dem Körper dabei half, das Immunsystem zu regulieren, auf Stress zu reagieren und Wege zu kontrollieren, die mit entzündlichen Lebererkrankungen, Herzerkrankungen und Gewebeschäden verbunden sind.
Die Daten liefern potenzielle Hinweise auf viele verschiedene menschliche Gesundheitszustände; Forscher fanden beispielsweise eine mögliche Erklärung dafür, warum die Leber bei sportlicher Betätigung weniger verfettet, was bei der Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für nichtalkoholische Fettlebererkrankungen hilfreich sein könnte.
Das Team hofft, dass ihre Ergebnisse eines Tages dazu genutzt werden können, das Training an den Gesundheitszustand eines Einzelnen anzupassen oder Behandlungen zu entwickeln, die die Auswirkungen körperlicher Aktivität bei Menschen nachahmen, die keinen Sport treiben können. Sie haben bereits mit Studien an Menschen begonnen, um die molekularen Auswirkungen von Bewegung zu verfolgen.
MoTrPAC wurde 2016 ins Leben gerufen und bringt Wissenschaftler des Broad Institute of MIT und Harvard, der Stanford University, der National Institutes of Health (alle in den Vereinigten Staaten) und anderer Institutionen zusammen, um die biologischen Prozesse zu beleuchten, die den Vorteilen von Bewegung zugrunde liegen Gesundheit. Das Broad-Projekt wurde ursprünglich von Steve Carr, Senior Director der Broad Proteomics Platform, konzipiert; Clary Clish, Senior Director der Metabolomics Platform von Broad; Robert Gerszten, Broad Senior Associate Fellow und Chef der Herz-Kreislauf-Medizin am Beth Israel Deaconess Medical Center; und Christopher Newgard, Professor für Ernährung an der Duke University.
„Es brauchte ein Dorf von Wissenschaftlern mit unterschiedlichem wissenschaftlichem Hintergrund, um die enorme Menge an qualitativ hochwertigen Daten zu generieren und zu integrieren“, sagte Carr, Co-Hauptautor der Studie. „Dies ist die erste Karte des gesamten Organismus, die die Auswirkungen des Trainings auf mehrere verschiedene Organe analysiert. Die erzeugte Ressource wird enorm wertvoll sein und hat bereits viele potenziell neue biologische Erkenntnisse für die weitere Erforschung geliefert.“
Das Team hat alle Tierdaten in einem öffentlichen Online-Repository verfügbar gemacht. Andere Wissenschaftler können diese Website beispielsweise zum Herunterladen von Informationen über die Proteine herunterladen, deren Häufigkeit sich in der Lunge weiblicher Ratten nach achtwöchigem regelmäßigen Training auf dem Laufband verändert, oder über die RNA-Reaktion auf Training in allen Organen des männlichen Körpers und weibliche Ratten für mehr als acht Wochen.
Insgesamt führten die Teams fast 10.000 Tests durch, um rund 15 Millionen Messungen im Blut und 18 festen Geweben durchzuführen. Sie fanden heraus, dass Sport Auswirkungen auf Tausende von Molekülen hat, wobei es zu den extremsten Veränderungen in der Nebenniere kommt, die Hormone produziert, die viele wichtige Prozesse wie Immunität, Stoffwechsel und Blutdruck regulieren. Die Forscher entdeckten Geschlechtsunterschiede in mehreren Organen, insbesondere im Zusammenhang mit der Immunantwort im Laufe der Zeit. Die meisten Immunsignalmoleküle, die nur bei Frauen vorkommen, zeigten zwischen einer und zwei Trainingswochen Veränderungen im Niveau, während bei Männern Unterschiede zwischen vier und acht Wochen auftraten.
Einige Reaktionen stimmten zwischen Geschlecht und Organ überein. Die Forscher fanden beispielsweise heraus, dass Hitzeschockproteine, die Zellen als Reaktion auf Stress produzieren, in verschiedenen Geweben auf die gleiche Weise reguliert werden. Für jedes Gewebe waren jedoch andere Erkenntnisse spezifisch. Zu ihrer Überraschung stellte Carrs Team einen Anstieg der Acetylierung mitochondrialer Proteine fest, die an der Energieproduktion beteiligt sind, und eines Phosphorylierungssignals, das die Energiespeicherung reguliert, beides in der Leber, das sich während des Trainings veränderte. Diese Veränderungen könnten dazu beitragen, dass die Leber durch körperliche Betätigung weniger fettig wird und weniger anfällig für Erkrankungen ist, und könnten Forschern ein Ziel für zukünftige Behandlungen nichtalkoholischer Fettlebererkrankungen bieten.
„Obwohl die Leber nicht direkt am Training beteiligt ist, erfährt sie dennoch Veränderungen, die die Gesundheit verbessern könnten. Niemand spekulierte, dass wir diese Acetylierungs- und Phosphorylierungsveränderungen in der Leber nach dem Training sehen würden“, stellen die Forscher fest. „Das verdeutlicht, warum wir all diese unterschiedlichen molekularen Modalitäten einsetzen: Sport ist ein sehr komplexer Prozess und das ist nur die Spitze des Eisbergs.“
