Betain vermittelt positive Effekte von Sport

Körperliche Betätigung führt je nach Dauer und Häufigkeit zu unterschiedlichen physiologischen Anpassungen. Eine akute körperliche Betätigung löst unmittelbare Stoffwechsel- und Immunreaktionen auf die physiologische Herausforderung aus, während ein regelmäßiges körperliches Training tiefgreifende Optimierungen verschiedener Systeme, darunter die Immunfunktion, die Vitalität der Stammzellen, die Regenerationsfähigkeit des Gewebes und die Neuroplastizität mit Verbesserungen der kognitiven Leistungsfähigkeit induziert. All diese Effekte beschreiben jetzt chinesische Forschende um Lingling Geng vom Aging Translational Medicine Center in Peking in molekularen Details in einer Publikation im Fachjournal »Cell«.

Für die Studie rekrutierten die Forschenden 13 gesunde männliche Probanden, die zunächst eine 45-tägige Baseline-Phase (BL) mit eingeschränkter Bewegung, gefolgt von einem einzelnen 5-km-Lauf (AE) und schließlich einem 25-tägigen Langzeittrainingsprotokoll (LE) mit täglichen 5-km-Läufen absolvierten. Von den Probanden wurden Blut- (prä- und post-AE sowie post-LE) und Stuhl-Proben analysiert. Zusätzlich untersuchten die Forschenden die Probanden auch umfassend körperlich.

Nach einer einzigen Laufeinheit veränderten sich von 31 untersuchten biochemischen Blutparametern sowie Entzündungsmarkern 24 signifikant. Besonders markant war der Anstieg freier Fettsäuren (NEFA) um das 2,84-Fache und der Abfall der Gesamt-Gallensäuren auf 53 Prozent des Ausgangswerts. Auch bei den entzündlichen Faktoren zeigte sich eine starke Aktivierung, darunter vor allem von Interleukin-6 (IL-6) und von Calgranulin C, dem extrazellulären Rezeptor für fortgeschrittenes Verzuckerungs-Endprodukt (EN-RAGE). Calgranulin C ist ein zytosolisches Protein, das in Granulozyten, Monozyten und Keratinozyten vorkommt.

Eine Einzelzell-RNA-Sequenzierung ergab, dass sich auch die relative Häufigkeit bei etwa der Hälfte der peripheren Blutzelltypen ändert. Insbesondere stieg die Zahl natürlicher Killerzellen und CD8⁺-T-Zellen bei gleichzeitiger Reduktion unreifer Zellen. Dies deuten die Forschenden dahingehend, dass durch die Laufeinheit eine verstärkte Immunüberwachung induziert wurde. Das zeigt sich unter anderem daran, dass bestimmte Immunzellen vermehrt ins Blut mobilisiert wurden. Gleichzeitig wurden vermehrt Stresshormone wie Cortison ausgeschüttet und bestimmte Rezeptoren auf den Immunzellen (wie CXCR4) aktiviert. Dies deutet darauf hin, dass auch der durch Glukokortikoide gesteuerte Stoffwechsel aktiviert wurde.

Durch den Lauf wurden vermehrt anaerobe Glykolyseprodukte (Lactat, Pyruvat) gebildet, Lipolysemarker (Glycerin) und kurzkettiger Carnitinester, die auf eine vermehrte β-Oxidation hindeuten, traten vermehrt auf. Aminosäuren waren zudem nahezu vollständig verbraucht. Proteom-Analysen ließen zudem erkennen, dass eine kurzfristige körperliche Aktivität auch mit oxidativem Stress und Gewebeumbau assoziiert ist.