Sporten is goed voor je. Dat is nauwelijks nieuws: Mensen die sporten hebben vaak een langer en gezonder leven. Maar tot voor kort hebben onderzoekers de voordelen alleen in kleine stukjes bij elkaar opgeteld: Lichaamsbeweging verlaagt je cholesterol en bloeddruk; het voorkomt dat je dik wordt. Nu wordt het duidelijk dat deze bekende plakjes niet optellen tot de volledige taart.

“Als mensen deze effecten bij elkaar optellen, zijn ze slechts goed voor ongeveer de helft van het voordeel,” zegt Michael Joyner, een inspanningsfysioloog aan de Mayo Clinic in Rochester, Minnesota. “Dus wat draagt bij aan de biomedische donkere materie?”

Om dat mysterie op te lossen, graven onderzoekers nu dieper in de mechanismen die ten grondslag liggen aan de voordelen van lichaamsbeweging. Zij ontdekken dat lichaamsbeweging zowel krachtig als verreikend is en niet alleen van invloed is op de spieren en het hart- en vaatstelsel, maar op bijna elk deel van het lichaam, van het immuunsysteem tot de hersenen en de energiesystemen binnen individuele cellen. En naarmate wetenschappers beter begrijpen aan welke hefbomen lichaamsbeweging precies werkt om onze gezondheid te verbeteren, staan clinici op het punt hun praktijk te kunnen veranderen. Het doel is om lichaamsbeweging te zien als een medicijn – een therapie die ze kunnen voorschrijven in specifieke doses voor specifieke behoeften.

“Het is als je eigen persoonlijke regeneratieve medicijn,” zegt Joyner.

Brain gains

Wetenschappers weten al lang dat sommige van de voordelen van lichaamsbeweging een eenvoudige kwestie van loodgieterswerk zijn. Oefening maakt bloedvaten groter en laat ze soepel functioneren, waardoor ze minder snel dichtslibben en een hartaanval of beroerte veroorzaken. Er zijn aanwijzingen dat dit ook kan betekenen dat er meer bloed naar de hersenen stroomt, wat cognitieve achteruitgang zou kunnen helpen voorkomen. Studies hebben bijvoorbeeld lichaamsbeweging gekoppeld aan een verminderd risico op Alzheimer.

Nu leggen onderzoekers een duidelijker verband tussen lichaamsbeweging en de gezondheid van de hersenen. Ze ontdekken dat het volledige voordeel van lichaamsbeweging niet alleen van fysieke beweging komt, maar van de werkelijke fysieke fitheid, de cardiovasculaire gezondheid van het lichaam. Uit een langetermijnstudie onder Noorse militaire rekruten bleek bijvoorbeeld dat hun aerobe fitheid op 18-jarige leeftijd een goede voorspeller was van het risico op dementie op latere leeftijd. En Zweedse vrouwen die op middelbare leeftijd zeer fit waren, hadden een acht keer lager risico op dementie in de volgende 44 jaar dan vrouwen met slechts een matige fitheid, rapporteerden onderzoekers in 2018 in Neurology.

Een andere recente studie, geleid door K. Sreekumaran Nair, een endocrinoloog aan de Mayo Clinic, ontdekte dat na slechts 12 weken van een hoge-intensiteit trainingsregime, de hersenen van de deelnemers een verhoogde glucose-opname en hogere metabolische activiteit vertoonden, met name in regio’s die gewoonlijk achteruitgang vertonen bij de ziekte van Alzheimer. Uit onderzoek onder leiding van Marcas Bamman, een inspanningsfysioloog aan de Universiteit van Alabama in Birmingham, bleek dat lichaamsbeweging met hoge intensiteit een soortgelijk effect had op de delen van de hersenen die het meest werden aangetast door de ziekte van Parkinson.

Voordelen van spierkracht

Lichaamsbeweging bouwt niet alleen grotere bloedvaten op; het bouwt ook grotere spieren op. Dat komt de gezondheid op een aantal manieren ten goede, van het minimaliseren van het risico op diabetes tot het verbeteren van de immuunrespons van het lichaam tegen kwalen zoals kanker.

Spieren zijn de grootste verbruiker van alle glucose die na een maaltijd de bloedbaan instroomt. Meer spieren betekent een snellere verwijdering van deze glucosegolf, zegt Bamman – en dus minder blootstelling aan de schade veroorzaakt door een verhoogde bloedsuikerspiegel, een ernstig gezondheidsprobleem voor mensen die vatbaar zijn voor diabetes.

De spieropbouwende aspecten van lichaamsbeweging helpen ook een belangrijke verandering om te keren die met veroudering wordt geassocieerd: een afname van de functie van mitochondriën, de energiegeneratoren van onze cellen. Deze afname, die vaak wordt waargenomen bij sedentaire personen, kan de mitochondriën niet in staat stellen om de cellulaire brandstof volledig te verbranden en dat kan ertoe leiden dat cellen meer oxidanten genereren, de zuurstofrijke, reactieve moleculen die eiwitten en DNA beschadigen.

Spieren zitten boordevol mitochondriën en lichaamsbeweging kan helpen deze oxidatieve schade te voorkomen. Nair’s studies tonen aan dat aërobe oefening, alleen of in combinatie met krachttraining, de mitochondriale functie van mensen verbetert, de productie van oxidanten vermindert en oxidatieve schade voorkomt. Hoge intensiteit aërobe oefening moedigt ook mitochondriën aan om meer van de eiwitten te produceren die ze gebruiken om brandstof te verbranden.

Spier heeft een andere belangrijke rol: De overvloedige eiwitten dienen als reservoirs van aminozuren voor de rest van het lichaam. Gewoonlijk, wanneer andere orgaansystemen aminozuren nodig hebben, zegt Bamman, “worden die uit de spieren gehaald.” Dat is vooral belangrijk wanneer iemand ziek is, omdat het immuunsysteem veel aminozuren nodig heeft om antilichamen te maken die infecties bestrijden.

Het grootste voordeel van het opbouwen van spieren kan echter komen van de signaalmoleculen die het in het bloed pompt. Bente Klarlund Pedersen, een inspanningsfysioloog aan de Universiteit van Kopenhagen, identificeerde de meest bestudeerde van deze signaalmoleculen al in 2000, en bedacht er later een term voor: myokines. Sindsdien hebben zij en andere onderzoekers er nog honderden meer gevonden, waarvan er vele door lichaamsbeweging worden geactiveerd. Deze moleculen, die vrijkomen als reactie op spierinspanning, helpen bij het reguleren van spiergroei, voedingsstofwisseling, ontstekingen en een groot aantal andere processen. “Ik denk dat het voor de meeste mensen moeilijk te begrijpen is waarom spierarbeid mijn lever kan beïnvloeden of goed kan zijn voor mijn hersenen of botten,” zegt ze. Myokines dienen als de schakel tussen spieractiviteit en deze andere organen.

Een van de belangrijkste myokines in deze overspraak is interleukine-6. IL-6, dat vrijkomt als reactie op spierinspanning, heeft verschillende effecten, waaronder het onderdrukken van honger en het versterken van de reactie van het immuunsysteem op kanker. Een andere signaalmolecule, kathepsine B, brengt gunstige veranderingen in de hersenen teweeg, waaronder de aanmaak van nieuwe hersencellen. Andere signaalmoleculen kunnen helpen depressie te matigen.

Bestrijding van ontstekingen

Lichaamsbeweging helpt natuurlijk ook om dunner te blijven – en vooral, het voorkomt de ophoping van buikvet, een bijzonder schadelijk soort. Een van de redenen waarom buikvet zo slecht voor je is, is de samenwerking met ontstekingen. “Als we visceraal vet weghalen en in het lab bestuderen, zien we dat visceraal vet meer ontstoken is dan onderhuids vet,” zegt Pedersen. “Deze ontsteking zal overlopen in het bloed, waardoor chronische systemische ontsteking ontstaat.”

Chronische ontsteking, suggereert Pedersen in de 2019 Annual Review of Physiology, kan de onderliggende reden zijn waarom inactiviteit bijdraagt aan zo veel verschillende ziekten. “We weten dat fysiek inactief zijn het risico op ongeveer 35 verschillende ziekten of aandoeningen verhoogt,” zegt ze. “En als je een van deze ziekten hebt – laten we zeggen dat je diabetes type 2 hebt – heb je een verhoogd risico op andere, zoals kanker of hartziekten. Als we het allemaal samenvoegen, is één kenmerk van al deze ziekten lichamelijke inactiviteit, en het andere is chronische ontsteking.”

Ongeveer tien jaar geleden voerde Pedersen een experiment uit waarbij ze gezonde jonge mannen hun dagelijkse aantal stappen liet terugbrengen van ongeveer 10.000 stappen per dag tot slechts 1.500. Binnen twee weken vertoonden de mannen een toename van 7 procent in buikvetmassa. Samen met deze verandering, vertoonden de mannen tekenen van verminderde insulinegevoeligheid, een verandering die ook wordt gezien bij type 2 diabetes.

Interleukine-6 lijkt de kern te zijn van het effect van lichaamsbeweging op visceraal vet en ontsteking. In een recent experiment zetten Pedersen en haar collega’s 27 dikbuikige vrijwilligers op een 12 weken durend trainings-fietsprogramma, terwijl 26 andere vrijwilligers inactief bleven. De helft van de deelnemers in elke groep kreeg ook een medicijn dat de werking van IL-6 blokkeert. Aan het eind van de 12 weken hadden de sporters buikvet verloren, zoals verwacht – maar alleen als ze niet de IL-6 blokker hadden gekregen. (Vreemd genoeg wordt IL-6 over het algemeen beschouwd als een ontstekingsbevorderende molecule, omdat het overvloediger aanwezig is bij zwaarlijvige mensen met systemische ontstekingen. Maar Pedersen heeft aanwijzingen dat bij deze mensen de verhoogde IL-6 een gevolg en niet de oorzaak van de ontsteking is.)

Rx voor beweging

Naarmate onderzoekers meer details te weten komen over hoe lichaamsbeweging de gezondheid ten goede komt, komt het moment snel naderbij waarop lichaamsbeweging niet alleen “een goede zaak om te doen” wordt, maar een geneesmiddel op zich, net als farmaceutische geneesmiddelen. Verschillende studies wijzen al in die richting. Meer dan de helft van de 64 volwassenen met diabetes type 2 was bijvoorbeeld in staat om binnen een jaar na het begin van een regelmatig oefenprogramma te stoppen met het nemen van medicijnen om hun bloedsuiker te verlagen, ontdekten Pedersen en haar team. En een onderzoek van meer dan 300 gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken wees uit dat lichaamsbeweging net zo effectief was als medicijnen voor mensen met een risico op hartaandoeningen en diabetes, en effectiever was dan medicijnen voor revalidatie na een beroerte.

Maar als lichaamsbeweging echt een medicijn wordt als elk ander, zullen artsen moeten leren hoeveel voor te schrijven om de voordelen te maximaliseren. “Alleen maar zeggen ‘wees lichamelijk actief’ is hetzelfde als mensen vertellen ‘eet beter’ – het vertelt ons niet wat we moeten doen”, zegt Kirk Erickson, een inspanningspsycholoog aan de Universiteit van Pittsburgh. Maar het ontwikkelen van preciezere doseringsaanbevelingen is moeilijk, omdat er zoveel manieren zijn om te bewegen, die variëren in duur, intensiteit, frequentie en soort. (Het afstemmen op individuele ziekterisico’s – de ene persoon vertellen dat hij X moet doen omdat hij risico loopt op diabetes, en een andere persoon vertellen dat hij Y moet doen vanwege een familiegeschiedenis van dementie – is een nog verder verwijderd doel.)

Onderzoekers zijn nog steeds aan het uitzoeken wat er in dit complexe speelveld toe doet. Oefeningen waarbij meer spiergroepen betrokken zijn, genereren meer IL-6, zodat oefeningen voor het hele lichaam, zoals hardlopen, een groter ontstekingsremmend effect hebben dan oefeningen die slechts op een paar spiergroepen gericht zijn, aldus Pedersen. En de voordelen verdwijnen binnen een paar dagen, wat suggereert dat regelmatig trainen belangrijk is. “Als het 48 uur geleden is dat je hebt getraind, is het tijd om het opnieuw te doen,” zegt Jill Barnes, een inspanningsfysioloog aan de Universiteit van Wisconsin-Madison.

Een reeks aanstaande gerandomiseerde onderzoeken kan binnenkort meer zekerheid brengen in de doseringskwestie. Een van de grootste, waar Bamman bij betrokken is aan de Universiteit van Alabama, zal bijna 2.000 vrijwilligers 12 weken duurtraining, 12 weken gewichtstraining of geen trainingsprogramma laten doen. De onderzoekers zullen de genactiviteit, de moleculaire signalisatie en andere veranderingen in het lichaam meten, wat hen in staat zou kunnen stellen precies vast te stellen hoe deze twee inspanningsvormen van elkaar verschillen qua effect. Omdat de studie zo groot is, moeten onderzoekers ook kunnen onderzoeken waarom sommige mensen sterker reageren dan anderen op dezelfde dosis lichaamsbeweging.

Een andere grote studie waaraan Bamman deelneemt, gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Defensie, heeft tot doel genen die worden geactiveerd door matige lichaamsbeweging te vergelijken met die welke worden geactiveerd door lichaamsbeweging met hoge intensiteit bij jonge, gezonde vrijwilligers.

Erickson probeert de bijzonderheden te ontrafelen met een studie die het effect van trainingsvolume op hersenveroudering zal beoordelen. Onderzoekers zullen ontsteking, signaalmoleculen, lichaamssamenstelling en andere markers meten, evenals mentale scherpte, bij meer dan 600 vrijwilligers in de leeftijd van 65 tot 80 jaar, zowel voor als na een jaar van oefening. Sommige vrijwilligers zullen 150 minuten per week gesuperviseerde matige lichaamsbeweging doen, anderen zullen 225 minuten per week doen, terwijl een derde groep in plaats daarvan lichte stretching zal doen.

Natuurlijk, zelfs nadat de resultaten van deze en andere aanstaande proeven binnen zijn, zal de “juiste” hoeveelheid lichaamsbeweging voor een bepaalde persoon waarschijnlijk afhangen van hun individuele omstandigheden. “Voor iemand met diabetes die de bloedsuikercontrole wil verbeteren, is zelfs 10 minuten waarschijnlijk geweldig,” zegt Barnes. “Maar voor cardiovasculaire risico’s of de gezondheid van de hersenen, kan dat anders zijn.”

Bamman is het daarmee eens. “Er is geen enkel orgaansysteem in het lichaam dat niet wordt beïnvloed door lichaamsbeweging,” zegt hij. “Een deel van de reden waarom het effect van lichaamsbeweging zo consistent en zo robuust is, is dat er niet één enkel moleculair pad is – het zal een combinatie van al deze dingen zijn. Dus aan het eind van al deze proeven zullen we terugkijken en niet één of twee mechanismen, maar een aantal ervan opnoemen. Het zal uiteindelijk een ingewikkeld antwoord zijn.”