Bewegung ist gut für Sie. Das ist keine Neuigkeit: Menschen, die Sport treiben, leben in der Regel länger und gesünder. Aber bis vor kurzem haben die Forscher die Vorteile nur in kleinen Abschnitten erfasst: Bewegung senkt den Cholesterinspiegel und den Blutdruck; sie verhindert, dass man dick wird. Jetzt wird klar, dass diese bekannten Scheiben nicht den ganzen Kuchen ausmachen.

„Wenn man diese Effekte zusammenzählt, machen sie nur etwa die Hälfte des Nutzens aus“, sagt Michael Joyner, ein Sportphysiologe an der Mayo Clinic in Rochester, Minnesota. „

Um dieses Rätsel zu lösen, erforschen die Forscher jetzt die Mechanismen, die den Vorteilen körperlicher Aktivität zugrunde liegen. Sie stellen fest, dass körperliche Betätigung sowohl leistungsstark als auch weitreichend ist und sich nicht nur auf die Muskeln und das Herz-Kreislauf-System auswirkt, sondern auf fast jeden Teil des Körpers, vom Immunsystem über das Gehirn bis hin zu den Energiesystemen innerhalb einzelner Zellen. Und je genauer die Wissenschaftler verstehen, welche Hebel Bewegung zur Verbesserung unserer Gesundheit betätigt werden, desto mehr stehen die Ärzte kurz davor, ihre Praxis zu ändern. Das Ziel ist es, Bewegung als Medizin zu betrachten – eine Therapie, die sie in bestimmten Dosen für bestimmte Bedürfnisse verschreiben können.

„Es ist wie Ihre eigene persönliche regenerative Medizin“, sagt Joyner.

Gehirnleistung

Wissenschaftler wissen seit langem, dass einige der Vorteile von körperlicher Betätigung eine einfache Sache des Klempnerhandwerks sind. Sport vergrößert die Blutgefäße und sorgt dafür, dass sie reibungslos funktionieren, so dass sie weniger leicht verstopfen und einen Herzinfarkt oder Schlaganfall verursachen. Es gibt Hinweise darauf, dass dies auch eine bessere Durchblutung des Gehirns zur Folge hat, was dem kognitiven Verfall vorbeugen könnte. So haben Studien einen Zusammenhang zwischen körperlicher Betätigung und einem geringeren Alzheimer-Risiko hergestellt.

Jetzt stellen Forscher einen eindeutigeren Zusammenhang zwischen Bewegung und Gehirngesundheit her. Sie entdecken, dass der volle Nutzen von Sport nicht nur aus der körperlichen Bewegung, sondern aus der tatsächlichen körperlichen Fitness, der kardiovaskulären Gesundheit des Körpers, resultiert. Eine Langzeitstudie mit norwegischen Militärrekruten ergab beispielsweise, dass ihre aerobe Fitness im Alter von 18 Jahren in hohem Maße das Risiko einer Demenz im Alter vorhersagt. Und schwedische Frauen, die im mittleren Alter sehr fit waren, hatten in den nächsten 44 Jahren ein achtmal geringeres Demenzrisiko als Frauen mit nur mäßiger Fitness, berichteten Forscher 2018 in der Zeitschrift Neurology.

Eine weitere aktuelle Studie unter der Leitung von K. Sreekumaran Nair, einem Endokrinologen an der Mayo Clinic, ergab, dass die Gehirne der Teilnehmer nach nur 12 Wochen eines hochintensiven Trainings eine erhöhte Glukoseaufnahme und eine höhere Stoffwechselaktivität aufwiesen, insbesondere in Regionen, die bei Alzheimer-Krankheit normalerweise abnehmen. Unter der Leitung von Marcas Bamman, einem Sportphysiologen an der University of Alabama in Birmingham, wurde festgestellt, dass hochintensives Training eine ähnliche Wirkung auf die Teile des Gehirns hat, die am meisten von der Parkinson-Krankheit betroffen sind.

Vorteile der Muskelkraft

Bewegung sorgt nicht nur für größere Blutgefäße, sondern auch für größere Muskeln. Das kommt der Gesundheit in vielerlei Hinsicht zugute, von der Verringerung des Diabetesrisikos bis hin zur Stärkung der körpereigenen Immunabwehr gegen Krankheiten wie Krebs.

Muskeln sind der größte Verbraucher von Glukose, die nach einer Mahlzeit in den Blutkreislauf gelangt. Mehr Muskeln bedeuten einen schnelleren Abbau dieses Glukoseschubes, sagt Bamman – und damit eine geringere Anfälligkeit für Schäden, die durch erhöhten Blutzucker verursacht werden, ein ernstes Gesundheitsproblem für Menschen, die zu Diabetes neigen.

Die muskelaufbauenden Aspekte von Bewegung tragen auch dazu bei, eine wichtige Veränderung im Zusammenhang mit dem Altern umzukehren: eine Abnahme der Funktion der Mitochondrien, der Energieerzeuger unserer Zellen. Dieser Rückgang, der häufig bei sitzenden Menschen zu beobachten ist, kann dazu führen, dass die Mitochondrien nicht mehr in der Lage sind, den zellulären Brennstoff vollständig zu verbrennen, was wiederum dazu führt, dass die Zellen mehr Oxidantien erzeugen, d. h. sauerstoffreiche, reaktive Moleküle, die Proteine und die DNA schädigen.

Muskeln sind voll von Mitochondrien, und Bewegung kann dazu beitragen, diese oxidativen Schäden zu vermeiden. Die Studien von Nair zeigen, dass aerobes Training, allein oder in Kombination mit Krafttraining, die Funktion der Mitochondrien verbessert, die Produktion von Oxidantien verringert und oxidativen Schäden vorbeugt. Aerobes Training mit hoher Intensität regt die Mitochondrien auch dazu an, mehr der Proteine zu produzieren, die sie für die Verbrennung von Treibstoff verwenden.

Muskeln spielen eine weitere wichtige Rolle: Seine reichlich vorhandenen Proteine dienen als Aminosäurereservoir für den Rest des Körpers. Wenn andere Organsysteme Aminosäuren benötigen, sagt Bamman, „werden diese normalerweise aus dem Muskel entnommen.“ Das ist besonders wichtig, wenn jemand krank ist, weil das Immunsystem viele Aminosäuren braucht, um Antikörper zu bilden, die die Infektion bekämpfen.

Der größte Nutzen des Muskelaufbaus könnte jedoch von den Signalmolekülen kommen, die er ins Blut pumpt. Bente Klarlund Pedersen, eine Sportphysiologin an der Universität Kopenhagen, identifizierte die am besten untersuchten dieser Signalmoleküle bereits im Jahr 2000 und prägte später den Begriff Myokine für sie. Seitdem haben sie und andere Forscher Hunderte weiterer Moleküle gefunden, von denen viele durch Sport aktiviert werden. Diese Moleküle, die als Reaktion auf die Muskelanstrengung freigesetzt werden, tragen zur Regulierung des Muskelwachstums, des Nährstoffstoffwechsels, der Entzündung und zahlreicher anderer Prozesse bei. „Ich glaube, für die meisten Menschen ist es schwer zu verstehen, warum Muskelarbeit meine Leber beeinflussen oder gut für mein Gehirn oder meine Knochen sein kann“, sagt sie. Myokine dienen als Bindeglied zwischen Muskelaktivität und diesen anderen Organen.

Eines der wichtigsten Myokine in diesem Wechselspiel ist Interleukin-6. IL-6 wird als Reaktion auf Muskelanstrengung freigesetzt und hat mehrere Wirkungen, darunter die Unterdrückung von Hunger und die Verstärkung der Reaktion des Immunsystems auf Krebs. Ein weiteres Signalmolekül, Cathepsin B, löst positive Veränderungen im Gehirn aus, darunter die Produktion neuer Gehirnzellen. Andere Signalmoleküle können dazu beitragen, Depressionen zu mildern.

Entzündungshemmung

Bewegung trägt natürlich auch dazu bei, dass Sie schlanker werden – und vor allem verhindert sie die Ansammlung von Bauchfett, einer besonders schädlichen Art. Ein Grund, warum Bauchfett so schädlich für Sie ist, ist seine Partnerschaft mit Entzündungen. „Wenn wir das viszerale Fett herausnehmen und im Labor untersuchen, sehen wir, dass viszerales Fett stärker entzündet ist als subkutanes Fett“, sagt Pedersen. „Diese Entzündung schwappt ins Blut über und verursacht eine chronische systemische Entzündung.“

Die chronische Entzündung, so Pedersen in der 2019 erscheinenden Annual Review of Physiology, könnte der Grund dafür sein, dass Inaktivität zu so vielen verschiedenen Krankheiten beiträgt. „Wir wissen, dass körperliche Inaktivität das Risiko für etwa 35 verschiedene Krankheiten oder Störungen erhöht“, sagt sie. „Und wenn man eine dieser Krankheiten hat – sagen wir, man hat Typ-2-Diabetes -, dann hat man auch ein erhöhtes Risiko für andere Krankheiten, wie Krebs oder Herzerkrankungen. Wenn wir alles miteinander verbinden, ist ein Merkmal all dieser Krankheiten körperliche Inaktivität und das andere ist chronische Entzündung.“

Vor etwa zehn Jahren führte Pedersen ein Experiment durch, bei dem sie gesunde junge Männer veranlasste, ihre tägliche Schrittzahl von etwa 10.000 Schritten pro Tag auf nur 1.500 zu reduzieren. Innerhalb von zwei Wochen wiesen die Männer eine Zunahme der Bauchfettmasse um 7 Prozent auf. Zusammen mit dieser Veränderung zeigten die Männer Hinweise auf eine verringerte Insulinempfindlichkeit, eine Veränderung, die auch bei Typ-2-Diabetes auftritt.

Interleukin-6 scheint das Herzstück der Wirkung von Sport auf viszerales Fett und Entzündungen zu sein. In einem kürzlich durchgeführten Experiment setzten Pedersen und ihre Kollegen 27 dickbäuchige Freiwillige auf ein 12-wöchiges Trainingsprogramm mit dem Fahrrad, während 26 andere Freiwillige inaktiv blieben. Die Hälfte der Teilnehmer in jeder Gruppe erhielt außerdem ein Medikament, das die Wirkung von IL-6 blockiert. Am Ende der 12 Wochen hatten die Trainierenden erwartungsgemäß Bauchfett verloren – allerdings nur, wenn sie den IL-6-Blocker nicht erhalten hatten. (Seltsamerweise gilt IL-6 im Allgemeinen als ein entzündungsförderndes Molekül, da es bei fettleibigen Menschen mit systemischen Entzündungen in größerer Menge vorkommt. Pedersen hat jedoch Hinweise darauf, dass bei diesen Menschen ein erhöhter IL-6-Wert eine Auswirkung und nicht die Ursache der Entzündung ist.)

Rx für Bewegung

Da die Forscher immer mehr Details darüber herausfinden, wie körperliche Aktivität der Gesundheit zugute kommt, rückt der Moment näher, in dem Bewegung nicht mehr nur „eine gute Sache, die man tun sollte“ ist, sondern ein eigenständiges Medikament, genau wie Arzneimittel. Mehrere Studien deuten bereits in diese Richtung. Pedersen und ihr Team fanden beispielsweise heraus, dass mehr als die Hälfte von 64 Erwachsenen mit Typ-2-Diabetes die Einnahme von Medikamenten zur Senkung ihres Blutzuckerspiegels innerhalb eines Jahres nach Beginn eines regelmäßigen Bewegungsprogramms einstellen konnten. Und eine Übersicht über mehr als 300 randomisierte kontrollierte Studien ergab, dass körperliche Betätigung bei Menschen mit einem Risiko für Herzkrankheiten und Diabetes ebenso wirksam ist wie Medikamente und dass sie bei der Rehabilitation nach einem Schlaganfall wirksamer ist als Medikamente.

Wenn körperliche Betätigung jedoch wirklich zu einem Medikament wie jedes andere werden soll, müssen die Ärzte lernen, wie viel sie verschreiben müssen, um ihren Nutzen zu maximieren. „Nur zu sagen, dass man körperlich aktiv sein soll, ist wie zu sagen, dass man sich besser ernähren soll – es sagt uns nicht, was wir tun sollen“, sagt Kirk Erickson, ein Sportpsychologe an der Universität von Pittsburgh. Die Entwicklung präziserer Dosierungsempfehlungen ist jedoch schwierig, da es so viele Möglichkeiten gibt, sich zu bewegen, die sich in Dauer, Intensität, Häufigkeit und Art unterscheiden. (Die Anpassung an individuelle Krankheitsrisiken – einer Person zu sagen, dass sie X machen soll, weil sie ein Diabetes-Risiko hat, und einer anderen Person, dass sie Y machen soll, weil sie in ihrer Familie an Demenz erkrankt ist – ist ein noch weiter entferntes Ziel.)

Forscher arbeiten immer noch daran, herauszufinden, was in diesem komplexen Bereich wichtig ist. Übungen, an denen mehr Muskelgruppen beteiligt sind, erzeugen mehr IL-6, so dass Ganzkörperübungen wie Laufen eine stärkere entzündungshemmende Wirkung haben als Übungen, die nur einige wenige Muskelgruppen ansprechen, sagt Pedersen. Die positive Wirkung lässt innerhalb weniger Tage nach, was darauf hindeutet, dass es wichtig ist, regelmäßig zu trainieren. „Wenn Sie 48 Stunden lang nicht trainiert haben, ist es Zeit, es wieder zu tun“, sagt Jill Barnes, eine Sportphysiologin an der University of Wisconsin-Madison.

Eine Reihe bevorstehender randomisierter Studien könnte bald mehr Gewissheit in der Frage der Dosierung bringen. An einer der größten Studien, an der Bamman an der Universität von Alabama beteiligt ist, werden fast 2.000 Freiwillige teilnehmen, die entweder 12 Wochen lang Ausdauertraining, 12 Wochen lang Krafttraining oder kein Trainingsprogramm absolvieren. Die Forscher werden die Genaktivität, die molekulare Signalübertragung und andere Veränderungen im Körper messen, was es ihnen ermöglichen könnte, genau zu bestimmen, wie sich diese beiden Arten von Bewegung in ihrer Wirkung unterscheiden. Da die Studie so umfangreich ist, sollten die Forscher auch in der Lage sein zu erforschen, warum manche Menschen stärker auf dieselbe Dosis an Bewegung reagieren als andere.

Eine weitere große Studie, an der Bamman beteiligt ist und die vom US-Verteidigungsministerium finanziert wird, zielt darauf ab, bei jungen, gesunden Freiwilligen die Gene zu vergleichen, die bei moderater körperlicher Betätigung aktiviert werden, und die Gene, die bei hochintensiver körperlicher Betätigung aktiviert werden.

Erickson versucht mit einer Studie, in der die Auswirkungen des Trainingsvolumens auf die Gehirnalterung untersucht werden sollen, die Einzelheiten zu klären. Die Forscher werden Entzündungen, Signalmoleküle, die Körperzusammensetzung und andere Marker sowie die geistige Schärfe bei mehr als 600 Freiwilligen im Alter von 65 bis 80 Jahren messen, und zwar sowohl vor als auch nach einem Jahr Sport. Einige der Freiwilligen werden 150 Minuten pro Woche unter Aufsicht moderaten Sport treiben, andere 225 Minuten pro Woche, während eine dritte Gruppe stattdessen leichte Dehnübungen machen wird.

Natürlich hängt das „richtige“ Maß an Bewegung für eine bestimmte Person auch nach Vorliegen der Ergebnisse dieser und anderer bevorstehender Studien von ihren individuellen Umständen ab. „Für einen Diabetiker, der seine Blutzuckereinstellung verbessern will, sind wahrscheinlich schon 10 Minuten ausreichend“, sagt Barnes. „Aber für das kardiovaskuläre Risiko oder die Gesundheit des Gehirns kann das anders sein.“

Bamman stimmt dem zu. „Es gibt kein einziges Organsystem im Körper, das nicht durch Bewegung beeinflusst wird“, sagt er. „Ein Grund dafür, dass die Wirkung von Bewegung so beständig und robust ist, liegt darin, dass es nicht nur einen einzigen molekularen Weg gibt, sondern dass es sich um eine Kombination aus all diesen Faktoren handelt. Am Ende all dieser Studien werden wir also zurückblicken und nicht nur einen oder zwei Mechanismen aufzählen, sondern eine ganze Reihe davon. Am Ende wird es eine komplizierte Antwort sein.“