Wieso ist Bewegung so gesund?

Bewegung ist gesund, das ist mittlerweile durch Studien gut belegt. Epidemiologische Untersuchungen zeigen sehr klar, dass körperliche Aktivität langfristig das Risiko für chronische Erkrankungen wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Typ-2-Diabetes reduziert. Aber noch immer suchen Forscherinnen und Forscher nach den genauen Ursachen für diesen Zusammenhang. Grundsätzlich führt körperliche Bewegung dazu, dass die Blutglukose gesenkt und die Insulinsensitivität gesteigert wird. Auch chronische Entzündungen werden verringert. „Solche biologischen Prozesse spielen eine wichtige Rolle bei der Entstehung dieser Erkrankungen, aber tiefergehende Mechanismen sind bisher kaum verstanden“, sagt Dr. Michael Stein.
Der Wissenschaftler hat zusammen mit einem Team aus Epidemiologinnen und Epidemiologen an der Universität Regensburg und der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) eine Studie veröffentlicht, in die komplexen Beziehungen zwischen körperlicher Aktivität und den Proteinen beleuchtet wird, die in unserem Blut zirkulieren.
Proteine sind die zentralen Arbeitseinheiten des Körpers. Alle chemischen Reaktionen des Körpers werden durch sie gesteuert und kontrolliert. Sie sind nicht nur Bausteine unserer Zellen, sondern vermitteln als Hormone Signale zwischen Organen, koordinieren das Immunsystem, übernehmen Transportaufgaben und beeinflussen unseren Stoffwechsel. Manche Forschende gehen sogar so weit zu sagen „Proteine zu verstehen, bedeutet das Leben zu verstehen“.
Die Gesamtheit der Proteine wird als Proteom bezeichnet – es umfasst alle Eiweiße eines Lebewesens. Im Gegensatz zum Genom, das sich im Laufe des Lebens nicht verändert, unterliegt das Proteom ständigen Veränderungen – je nach Gewebe, Zeitpunkt und Umwelteinflüssen. Ein besonders zugänglicher Ausschnitt dieses Proteoms findet sich im Blut. „Anders als bei einigen Metaboliten oder anderen chemischen Stoffen, die zwar im Blut messbar sind, bei denen wir jedoch häufig nicht genau wissen, woher sie stammen und welche Funktionen sie haben, sind viele Proteine besser charakterisiert und damit interpretierbarer. Wir können also plausibel erklären, warum ein Protein mit Bewegung in Verbindung stehen könnte oder wie es an Krankheitsprozessen beteiligt ist“, so Michael Stein.
Für ihre Studie analysierten die Forschenden das Blut und die sportlichen Gewohnheiten von über 33.000 Erwachsenen der UK Biobank. Die UK Biobank ist eine biomedizinische Datenbank in Großbritannien, die Gesundheitsdaten von rund 500.000 Freiwilligen umfasst und diese, Forschenden anonymisiert weltweit zur Verfügung stellt.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass körperliche Aktivität mit einer spezifischen Proteinsignatur im Blut verbunden ist, die Einblicke in die biologischen Mechanismen der Krankheitsprävention liefert und künftig zur Entwicklung personalisierter Präventionsansätze beitragen könnte."
Prof. Dr. Michael Leitzmann, Institut für Epidemiologie und Präventivmedizin der Universität Regensburg
In den Blutproben der Probanden verglichen sie Tausende von Proteinen, um diejenigen zu identifizieren, die mit höherer körperlicher Aktivität in Verbindung stehen. Tatsächlich entdeckten sie 220 Proteine, die bei aktiven Personen häufiger oder seltener vorkommen – und diese Proteine waren auch mit einem Risiko für Krebs, Herzkrankheiten, Diabetes und Multimorbidität verbunden.
Diese 220 Proteine könnten zukünftig als Biomarker genutzt werden und Hinweise über den Gesundheitszustand geben. Sie erlauben aber auch einen Einblick über welche molekularen Mechanismen körperliche Aktivität das Risiko für chronische Erkrankungen senkt. So zeigten die Forschenden zum Beispiel, dass eine bestimmte Gruppe von Proteinen, sogenannte Integrine, mit körperlicher Aktivität zusammenhängen. Integrine helfen Immunzellen, gezielt zu Entzündungsstellen im Körper zu gelangen. Dort können diese Entzündungen regulieren und Heilungsprozesse anstoßen. „Insgesamt deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass regelmäßige Bewegung dazu beitragen kann, Krankheiten vorzubeugen, indem sie das Immunsystem moduliert, Entzündungen besser reguliert und den Körper in einem funktionell gesunden Zustand hält“, so Stein.
Was bedeutet die Studie für unseren Alltag?
Wir haben beim Leiter der Studie, Dr. Michael Stein, nachgefragt. Was lässt sich aus den Ergebnissen folgern?
Herr Dr. Stein, was passiert im Körper bei Bewegung?
Die Herzfrequenz steigt, die Atmung wird schneller. Die Organe, insbesondere die arbeitende Muskulatur, werden stärker durchblutet. Sie können sich das zum Beispiel beim Fahrradfahren vorstellen. Wenn Sie entspannt radeln, werden Sie nicht sonderlich von der Bewegung etwas mitbekommen, sofern Sie allgemein gesund und einigermaßen fit sind. Treten Sie aber schneller, klopft das Herz und die Atmung wird schwerer und schneller.
Wenn Sie nach einiger Zeit vom Radl steigen, wird Ihnen vielleicht auffallen, dass die Oberschenkel etwas dicker sind. Sie wirken angeschwollen; das ist unter anderem das vermehrt in die Muskeln gepumpte Blut. Wenn Sie das regelmäßig machen, werden Sie feststellen, dass die Waden und Beine straffer und stärker werden. Das sind alles einfach zu messende und wahrnehmbare Anpassungen des Körpers. Dahinter verbergen sich aber viele biologische Prozesse im Körper.
Unter anderem, und vereinfacht gesagt, benötigen die arbeitenden Muskeln Glukose, um Energie zu gewinnen, damit sie weiter strampeln können. Diese Glukose bekommen die Muskeln aus dem Blut, das Ihr Herz gerade so angestrengt dahin pumpt. Das hat zwei Effekte: Zum einen können Sie weiter strampeln. Zum anderen befindet sich der Zucker nicht mehr in der Blutzirkulation und kann so zum Beispiel weniger leicht zur Energiespeicherung beitragen, etwa in Form von Fett im Fettgewebe, was grundsätzlich gesundheitliche Nachteile nach sich ziehen kann.
Ihre Ergebnisse zeigen, dass es eine Proteinsignatur im Blut gibt, die im Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität und dem Risiko bestimmter Erkrankungen steht. Was lässt sich daraus jetzt ableiten?
Unsere Ergebnisse basieren auf einer Beobachtungsstudie, das heißt, wir haben keine Kausalzusammenhänge aufgezeigt. Vielmehr können die von uns identifizierten Proteine in zukünftigen Untersuchungen, zum Beispiel in Sportinterventionsstudien und randomisiert kontrollierten Studien, genutzt werden, um gezielt und unter Prüfung von Kausalität untersucht zu werden.
Hier müssen Epidemiologie und klinische Forschung zusammenarbeiten, um belastbarere Evidenz zu schaffen. Das ist dringend nötig, da wir in einer Zeit leben, in der immer mehr Menschen chronisch krank werden. Wir haben zwar effektive Therapiemöglichkeiten, aber der große Mehrwert von Prävention – also das Vermeiden von Krankheiten – wird häufig unterschätzt.
Welche Empfehlungen für Bewegung lassen sich aus der Studie ableiten?
Wir wissen bereits auf Basis vieler guter epidemiologischer Studien, dass Bewegung viele positive Effekte hat. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt deshalb: Gesunde Erwachsene sollen 150 bis 300 Minuten pro Woche moderate bis intensiv körperlich aktiv sein. Außerdem soll man mindestens zweimal pro Woche Übungen zur Kräftigung der Muskulatur machen.
Moderate Aktivitäten sind beispielsweise zügiges Spazierengehen oder Gartenarbeit, also Bewegung, bei der man sich noch entspannt unterhalten kann. Wenn die Unterhaltung etwas schwieriger wird, also beispielsweise beim Joggen oder Fahrradfahren, ist man intensiv aktiv. Welche Art von Aktivitäten man nachgeht, ist eigentlich nicht so wichtig.
Die WHO sagt dazu sehr treffend: Every Move Counts – also, dass jede Bewegung zählt. Im Übrigen hat unsere Studie zu dieser Frage weniger beigetragen, da wir ja eher an den biologischen Prozessen interessiert waren. Die identifizierten Proteine waren aber explizit mit moderater bis intensiver Bewegung assoziiert.
Welche nächsten Schritte planen Sie, um diese biologischen Signalwege weiter zu verstehen?
Über den spezifischen Zusammenhang mit körperlicher Aktivität hinaus, haben wir in einer weiteren Studie Proteine ganz allgemein mit dem Risiko für Multimorbidität von Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes assoziiert. Diese Ergebnisse erweitern unsere Erkenntnisse zum Zusammenhang von Proteinen, Bewegung und Erkrankungen, weil sie Proteinsignale aufzeigen, die ganz allgemein (unabhängig von Bewegung) eine Rolle bei der Entstehung von chronischen Erkrankungen spielen. Grundsätzlich interessiere ich mich sehr für Proteinsignaturen wichtiger Lebensstilfaktoren.
Eng verknüpft mit Bewegung ist natürlich Körperfett bzw. Übergewicht, das als unabhängiger Risikofaktor ähnliche Grundmechanismen aufweist, aber sicherlich auch andere Signalwege umfasst. Schließlich beschäftige ich mich mit sogenannten Multi-Omics-Studien. Das heißt, ich möchte zukünftig nicht nur Proteine, sondern auch Gene, Metabolite und Mikroorganismen kombiniert untersuchen, um ein umfassenderes Bild der Prozesse im Körper zu erhalten.
Dies ist mit einigen Herausforderungen verbunden, wir haben aber heutzutage die Möglichkeiten, diese Daten zu erheben und zu analysieren. Hier ist insbesondere die NAKO-Gesundheitsstudie zu nennen. Das ist Deutschlands größte Gesundheitsstudie, an der ich aktiv mitwirke und eines der Studienzentren ist hier an der Uni Regensburg angesiedelt. Ich hoffe, dass solche Studien dazu beitragen, neue oder bessere Therapieansätze zu entwickeln und personalisierte Prävention zu ermöglichen.
Mehr Informationen
WHO Empfehlungen zur Bewegung (englisch)
Institut für Epidemiologie und Präventivmedizin der Universität Regensburg
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