Zirkadianer Rhythmus

Atlas des Bewegungsstoffwechsels liefert Basis für neue Sporttherapien

Robert Klatt

Der „Atlas des Bewegungsstoffwechsels“ zeigt die Auswirkungen von Sport zu unterschiedlichen Tageszeiten. In Zukunft soll er auf Basis des zirkadianen Rhythmus bei der Konzeption wirksamerer Sporttherapien für Menschen mit Adipositas und Typ-2-Diabetes helfen.

Solna (Schweden). Die Wissenschaft konnte bisher nicht beantworten, wieso sich Sport je nach Tageszeit unterschiedlich auf den Körper auswirkt. Ein internationales Team unter Leitung von Helmholtz Munich vom Karolinska-Institut hat deshalb nun mit Mäusen die biologischen Vorgänge nach dem Sport untersucht. Sie konnten so den „Atlas des Bewegungsstoffwechsels“ erstellen, der unter anderem dabei helfen konnte, wirksamere Sporttherapien zu konzipieren, die auf die innere Uhr abgestimmt sind.

Im Fokus der Studie standen laut der Publikation im Fachmagazin Cell Metabolism gesundheitsfördernde Signale, die eine weitreichende Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen haben. Sie beeinflussen etwa den Schlaf, die körperliche Leistungsfähigkeit, das Gedächtnis und unseren Stoffwechsel.

Bessere Behandlung von Adipositas und Typ-2-Diabetes

„Wenn wir besser verstehen, wie sich Bewegung zu verschiedenen Tageszeiten auf den Körper auswirkt, könnte dies Menschen mit einem erhöhten Risiko für Krankheiten wie Adipositas und Typ-2-Diabetes zugutekommen“, erklärt Juleen R. Zierath.

Zirkadianer Rhythmus entscheidend

Entscheidend für die Auswirkungen von Sport ist primär der zirkadiane Rhythmus, ein 24-stündiger Zeitplan, mit dem fast alle Körperzellen ihre biologischen Prozesse regulieren. Die Forschung hat bereits durch frühere Studien belegt, dass die gesundheitsfördernde Wirkung von Sport optimiert werden kann, wenn die Bewegung auf den zirkadianen Rhythmus des Menschen abgestimmt ist. Dies liegt etwa daran, dass die Empfindlichkeit der Gewebe sich je nach Tageszeit ändert.

Experimente mit Mäusen

Um die Auswirkungen des zirkadianen Rhythmus besser verstehen zu können, führten die Wissenschaftler Experimente mit Mäusen durch. Die Tiere absolvierten dazu entweder am Morgen oder am Abend ein Training. Dabei sammelten die Forscher Blutproben sowie Gewebeproben von Hirn, Herz, Muskel, Leber und Fett. Sie konnten so Hunderte verschiedener Stoffwechselprodukte und Hormonsignalmoleküle erfassen und beobachten, wie das Training zu unterschiedlichen Zeiten diese veränderte.

Aus den dabei gesammelten Daten entstand dann der „Atlas des Bewegungsstoffwechsels“, der zeigt, welche Signalmoleküle in unterschiedlichen Geweben in Abhängigkeit von der Tageszeit nach körperlicher Belastung vorhanden sind.

Erste Studie zum Stoffwechsel in Abhängigkeit von Bewegung und Tageszeit

„Dies ist die erste Studie, die den Stoffwechsel in Abhängigkeit von Bewegung und Tageszeit über mehrere Gewebe hinweg beschreibt. Wir verstehen jetzt besser, wie Bewegung gestörte zirkadiane Rhythmen, die mit Adipositas und Typ-2-Diabetes in Verbindung stehen, neu ausrichten kann. Unsere Ergebnisse werden neue Studien ermöglichen, die den richtigen Zeitpunkt körperlicher Belastung für Therapien und die Prävention von Krankheiten erforschen“, erklärt Dominik Lutter vom Helmholtz München.

Cell Metabolism, doi: 10.1016/j.cmet.2021.12.016

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