Einfluss der Trainingsintensität auf Entzündungsreaktionen

Zellfreie DNA (cfDNA), also aus Zellen freigesetzte DNA, die sich in Körperflüssigkeiten wie Blut befindet, erfährt momentan ein besonderes Interesse. Durch die Analyse dieser DNA ist es möglich, wichtige Diagnosen beispielsweise mit Blick auf die genetische Gesundheit eines Fetus oder auf bestimmte Tumoren zu treffen. Andererseits weiß man auch, dass cfDNA mit dem Immunsystem interagiert und für Entzündungsreaktionen verantwortlich sein kann.

Diesem Problem widmeten sich Forschende um den Doktoranden Kameron B. Rodriguesa vom Department of Pathology an der Stanford University School of Medicine in Stanford, die jetzt im Fachjournal »Proceedings of the National Academy of Sciences« (PNAS) die Ergebnisse einer Studie publizierten, in der sie die Herkunft und die Konzentrationen von cfDNA von zehn gesunden Personen analysierten, die jeweils über zwölf Wochen entweder ein sogenanntes hochintensives taktisches Training (HITT) oder traditionelles moderates Training (TRAD) absolvierten.

Vor und nach dem Training in den Wochen 0 und 12 sowie vier Wochen nach Abschluss des Trainings wurden Blutproben entnommen, um daraus cfDNA zu isolieren. Mithilfe der enzymatischen Methylierungssequenzierung des gesamten Genoms (EM-seq) konnten die Autoren die zellulären Quellen der cfDNA identifizieren. Denn zum einen ist bekannt, dass durch körperliche Betätigung freigesetzte cfDNA größtenteils hämatopoetischen Ursprungs ist. Zum anderen ist die DNA-Methylierung zelltypspezifisch, sodass anhand dieses Methylierungs-Fingerprints auf den Zellursprung der DNA geschlossen werden kann.

So fanden die Forschenden, dass ein akutes Training die cfDNA-Konzentration im Serum signifikant erhöht, insbesondere bei HITT im Vergleich zu einem TRAD-Training. Neutrophile Granulozyten trugen am meisten zur Konzentration an cfDNA bei, gefolgt von dendritischen Zellen (DC) und Makrophagen. Das Ausmaß der cfDNA-Freisetzung war zudem von der Trainingsintensität abhängig.

Als Hauptmechanismus für die cfDNA-Freisetzung identifizierten die Forschenden die sogenannte ETosis, eine Form des programmierten Zelltods, bei dem DNA in Form von extrazellulären Fallen (extracellular traps, ET) freigesetzt wird. Dies zeigte sich durch hypomethylierte Muster im Gen für die Myeloperoxidase (MPO), das bei der ETosis aktiv ist.