Sport lässt neue Gehirnzellen sprießen

Sport lässt neue Gehirnzellen sprießen

von Christina Hohmann, Eschborn

Körperliche Aktivität hält nicht nur den Körper, sondern auch den Geist fit. Denn sie stimuliert die Bildung neuer Nervenzellen im Gehirn. Daher könnte Sport neurodegenerativen Erkrankungen wie Morbus Parkinson vorbeugen.

Im menschlichen Gehirn entstehen bis ins hohe Alter hinein täglich neue Nervenzellen. Mehrere Tausend Neurone entstehen Tag für Tag aus neuronalen Stammzellen, die sich zu neuen Netzen verbinden. Dieser als adulte Neurogenese bezeichnete Prozess ist vermutlich ein Grund für die hohe Plastizität des Gehirns. Denn die neuen Nervenzellen haben besondere Fähigkeiten: Sie sind leichter zu erregen als alte Neurone und können schneller Synapsen aus- oder rückbilden. Dies sind wichtige Faktoren für das Lernen und Erinnern.

Bis Ende der 1990er-Jahre hielt sich das Dogma, dass im Gehirn von Erwachsenen keine neuen Nervenzellen mehr entstehen könnten und dass sich die Zahl der Neurone im Laufe des Lebens permanent verringert. Doch 1998 gelang es dem schwedischen Forscher Thomas Björk-Eriksson von der Universität Göteborg erstmals, die Neubildung von Nervenzellen bei Erwachsenen nachzuweisen. Er untersuchte das Gehirn von verstorbenen Krebspatienten, die radioaktiv markierte DNA-Bausteine injiziert bekommen hatten, um das Tumorwachstum verfolgen zu können. Im Gehirn der Patienten befanden sich markierte Neurone, was belegte, dass auch im hohen Alter noch neue Hirnzellen entstanden waren.

Für die Neubildung von Neuronen sind so genannte neuronale Stammzellen verantwortlich, die in allen Hirnregionen vorhanden sind, in den meisten jedoch ruhen. Belegt ist die Neurogenese aus dem Bulbus olfactorius und dem Hippocampus, einer Struktur, die für Lern- und Gedächtnisvorgänge wichtig ist. Vermutlich entstehen neue Nervenzellen vor allem bei Beanspruchung der entsprechenden Hirnregionen. So stimulieren fremde Gerüche die Neurogenese im Riechkolben und neue Eindrücke führen zur Bildung von Nervenzellen im Hippocampus. Bleiben Lernreize und Anregungen aus, gehen die neu entstandenen Hirnzellen jedoch wieder zu Grunde und reifen nicht zu funktionstüchtigen Neuronen heran. Daher wirken sich geistige Aktivitäten wie Lesen, Lernen oder Puzzeln ebenso wie soziale Kontakte mit Freunden, Kindern, Enkeln oder Kunden positiv auf die kognitiven Fähigkeiten aus.

Auch körperliche Betätigung lässt Neurone wachsen. In Versuchen mit Ratten konnten Forscher um Fred Gage am Salk-Institut in La Jolla nachweisen, dass körperliche Aktivität in einer abwechslungsreichen Umgebung mit Laufrädern und Kletterwänden die Neurogenese fördert. Tiere, die sich so betätigen konnten, bildeten deutlich mehr Neurone aus, als Ratten in kleinen Laborkäfigen.

Der zu Grunde liegende Mechanismus ist vermutlich, dass körperliche Aktivität die Konzentration von Wachstumsfaktoren im Blut erhöht. So steigt der Spiegel von VEGF (vascular endothelial growth factor) nach sportlicher Betätigung an. Ob dies die Neurogenese stimulieren kann, untersuchten Forscher um Klaus Fabel von der Stanford-Universität in Kalifornien. In vitro wirkte der Wachstumsfaktor tatsächlich mitogen auf neuronale Stammzellen von Ratten. Interessant dabei ist, dass Sport nicht die Transkription des VEGF-Gens im Hippocampus, sondern die Konzentration des im Körper zirkulierenden VEGFs erhöht. Dieses kann die Blut-Hirn-Schranke überwinden und im Gehirn die Neurogenese stimulieren. Wie genau es diesen Effekt erzielt, ist aber noch unbekannt.

Sport beeinflusst anscheinend schon die Gehirnentwicklung von Feten im Mutterleib. Mäusejunge, deren Mütter während der Trächtigkeit im Laufrad trainierten, bildeten 40 Prozent mehr Nervenzellen im Hippocampus aus als Nachkommen von trägen Müttern. Dies berichteten kürzlich Forscher um Gerd Kempermann vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin-Buch (siehe PZ 11/06). Eine wichtige Rolle scheint dabei der Wachstumsfaktor FGF-2 (fibroblast growth factor 2) zu spielen. Bewegung erhöht die Konzentration von FGF-2, das über die Plazenta-Schranke in den Nachwuchs gelangen kann. Die Ergebnisse ließen sich nicht unmittelbar auf den Menschen übertragen, sagt Kempermann. Doch die Arbeiten zeigten, dass Neurogenese ein lohnendes Forschungsgebiet sei.

Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen könnten in Zukunft von diesen Ergebnissen profitieren. Pharmaunternehmen suchen derzeit nach Substanzen, die eine Neubildung von Nervenzellen stimulieren und somit den Untergang von Neuronen ausgleichen könnten. Entsprechende Wirkstoffe befinden sich aber noch in der präklinischen Phase der Entwicklung. Bis solche Substanzen auf den Markt kommen, kann jeder selbst die Neubildung von Nervenzellen anstoßen: durch geistige Aktivität und körperliche Bewegung.

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