Wie Sport wirkt

Wer sich zeitlebens viel bewegt, ist epigenetisch anders. Muskelzellen prägen sich durch Sport in Richtung Gesundheit um.

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Hamburg, 17.04.2019

VON PETER SPORK

Heute schon gelaufen? Oder wenigstens mit dem Fahrrad zur Arbeit gefahren? Wenn nicht, sollten Sie sich für den Abend vielleicht noch schnell mit Freunden zum Kicken im Park verabreden oder ins Fitness-Studio gehen. Laut Statistik werden Menschen, die ihr Leben lang aktiv waren und viel Sport gemacht haben, im Alter seltener und später krank. Ihr Risiko für Stoffwechselstörungen wie Typ-2-Diabetes oder Herz-Kreislauf-Leiden wie Herzinfarkt und Schlaganfall ist deutlich kleiner. Selbst vor Altersdemenz scheint regelmäßiger Sport ein Stück weit zu schützen. Er hält uns vermutlich einfach länger jung.

All das ist längst bekannt und konnte in vielen großen epidemiologischen Studien immer wieder bestätigt werden. Nicht umsonst empfiehlt so gut wie jedes Präventionsprogramm neben einer ausgewogenen Ernährung und ausreichend Schlaf vor allem: Sport, Sport, Sport.

Sehr viel weniger konnte die Wissenschaft bisher jedoch darüber herausfinden, wie es dem täglichen Schinden und Überwinden überhaupt gelingt, uns widerstandsfähiger zu machen. Welche molekularbiologischen Prozesse stößt es an, wenn ich immer wieder meine zehn Kilometer-Runde laufe, das Skiff beschleunige, in die Pedale trete, Gewichte stemme oder mich beim Fußball verausgabe? Was passiert in meinem tiefsten Innersten, in den Kernen meiner 30 Billionen Zellen, in denen mein Zellstoffwechsel gesteuert wird?


Grundlagenforschung ist teuer, aber wichtig


Studien, die vom Lebensstil ausgelöste Veränderungen unserer Physiologie ergründen, sind sehr teuer – und folglich fast immer klein. Das reduziert ihre medizinische Aussagekraft, macht sie aber keinesfalls überflüssig. Denn auf einer anderen Ebene bereichert die Grundlagenforschung unser Wissen über funktionale Zusammenhänge.

Bei der Aufklärung biomedizinischer Prozesse reicht es eben nicht, den Körper und die Zellen wie bei epidemiologischen Beobachtungen als schwarze Box zu betrachten. Man kann sich nicht immer damit zufrieden geben, eine reine Korrelation zwischen Eingang (zum Beispiel Sport) und Ausgang (verlangsamtes Altern) festzustellen. In einigen solcher kostspieligen Untersuchungen messen Forscher mit Hilfe moderner Apparate, welche Gene in bestimmten Zellen aktiv sind, sie messen die Proteine, die die Zellen gerade erzeugen oder sie lesen aus, in welchem epigenetischen Programm sich die Zelle zur Zeit befindet. Epigenetische Programme legen fest, welche Gene die Zelle überhaupt benutzen kann und welche nicht – in welchem Modus sie sozusagen arbeitet.

Jetzt gelang es Wissenschaftlern aus Dänemark und den USA, die schwarze Box zwischen Sport und Alterung genau an diesem Punkt ein wenig heller auszuleuchten. Birgitte Regenberg und Kolleg*innen erfassten die epigenetischen Spuren, die lebenslanger Sport in Muskelzellen hinterlässt (Quellenangaben im Anhang). 

Die neue Studie ist die aktuellste in einer Reihe gut gemachter und clever angelegter Untersuchungen. Sie haben zwar sämtlich geringe Probandenzahlen, aber erlauben ähnliche Schlussfolgerungen: Menschen, die regelmäßig Sport treiben, wechseln epigenetisch in ein anderes Programm. Das hält sie länger jung. Und es verringert die Gefahr für eine Reihe so genannter Alters- und Zivilisationskrankheiten.

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Die Veränderungen schützen vor Diabetes und oxidativem Stress

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Sechs Monate Sport verändern Fett- und Muskelzellen

Grafische Darstellung einer methylierten DNA
Hintergrund-Info Epigenetik: Die Epigenetik erforscht Strukturen auf- oder neben den Genen, die Zellen weitervererben, ohne dass sich der Text des Erbgutmoleküls DNA selbst wandelt. Die bekannteste epigenetische Struktur sind an die DNA angelagerte Methylgruppen, CH-3 (siehe die abgebildete Grafik, die gleichzeitig auch das Symbolbild der Koralle Erbe&Umwelt ist). Mit Hilfe dieser DNA-Methylierung wird in aller Regel das Ablesen eines Gens erschwert oder verhindert. Als zweites wichtiges epigenetisches System gilt der so genannte Histon-Code: Dabei verändert die Zelle durch viele verschiedene Arten von Anhängseln die Struktur der Histonproteine. Um diese Proteine ist die DNA in regelmäßigen Abständen aufgewickelt. Ändern sie ihre Eigenschaften, ändert sich auch die Fähigkeit der Zelle, die benachbarten Gene zu aktivieren. Epigenetische Strukturen sind also wie Schalter oder Dimmer, die Teile des Erbguts aktivierbarer machen und andere mehr oder weniger ruhig stellen. Sie helfen Organismen, vergleichsweise kurzfristig mit bleibenden Veränderungen auf neue Anforderungen aus der Umwelt und des Lebensstils - Ernährung, Stress, Bewegung, soziale Kontakte - zu reagieren.

Radeln mit einem Bein – für die Wissenschaft

Weiterlesen / Peter Spork testet sein biologisches Alter. Ist er jünger, als im Pass steht? Und was hat die Epigenetik damit zu tun?

Alle Studien zeigen: Sport wirkt!

Quellen und Buchtipp:

Peter Sporks Buch zum Thema: Gesundheit ist kein Zufall. Wie das Leben unsere Gene prägt. DVA 2017 / Pantheon 2019.


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